三等標準金屬量器測量結果不確定度評定

吳強

廣東省潮州市質量計量監督檢測所 廣東潮州 521000

隨著我國工業、農業、科研、國防工業等國民經濟各個領域中的高速發展，標準金屬量器在現代經濟發展中保障容量準確性用途廣、數量大，本文通過構建數學模型對檢定過程中產生的不確定來源進行分析與匯總[1-2]。

檢定環境溫度為（20±10）℃，檢定介質為水（體膨脹系數）。

1 數學模型

式中：V20—被檢三等金屬量器20℃時的實際容積值，L；

VB—二等標準金屬量器20℃時的容積值，L；

這樣在計量頸的范圍內任意給定一高度H則對應的容量為：

若計量頸分度容積檢定時所用容積為V1，注入計量頸對應液位高度差△H，即：

2 方差和靈敏度系數

由（5）式可得合成方差為：

式中：

按規程規定和實測情況有：

（1）三等量器計量頸分度容積不大于其標稱容量的2×10-4，即。

（2）被檢金屬量器的液位高度應不小于計量頸標尺總長的2/3，即。

（3）三等金屬量器檢定時實驗室環境溫度為（20±10）℃，檢定中實驗室環境溫度和水溫之差不應超過±5℃，即。

3 輸入量的標準不確定度評定

②被檢標準量器認為讀數誤差通常為±1mm，均勻分布，故不確定度為：

這樣高度差的合成標準不確定度為：

按檢定經驗，被檢量器的液位高度差的一般不超過±1mm，并作均勻分布，故標準不確定度為：

（3）計量頸容量V1的不確定度u（V1）。

計量頸分度容積采用二等玻璃量器檢定，所用玻璃量器其示值允差±0.5ml，并作均勻分布，因此其標準不確定度：

（4）標準量器的不確定度u（VB）。

①標準量器的檢定證書給出其擴展不確定度u=2.5×10-4，k=3，因此標準不確定度為：

②標準量器排液時存在著殘留量，重復測量6次液位高度差，其極差為為4mL，則不確定度為：

③標準量器計量頸分度容積小于等于標稱容量的2×10-4，均勻分布，故讀數誤差引起的標準不確定度為：

這樣標準量器給出的容量的標準不確定度為：

水介質的溫度20±10℃范圍內其體脹系數的界限為±1.0×10-4℃-1，服從均勻分布，則：

（8）介質溫度差的不確定度u（t）。

水溫差的變化界限±5℃，均勻分布，則標準不確定度為：

測量水溫的溫度計一般不超過±0.2℃，均勻分布，則標準不確定度為：

4 輸入量的標準不確定度匯總表如下

不確定度來源 標準不確定度被檢量器液位高度測測量 0.74mm 1.41×10-4images/BZ_212_1331_1236_1351_1253.png計量頸液位高度差測量 0.58mm 7.73×10-5images/BZ_212_1335_1340_1357_1359.png計量頸容積檢測0.29×103L 9.67×10-6images/BZ_212_1333_1429_1355_1448.pngimages/BZ_212_1393_1438_1409_1455.png標準容器容量 2.92×10-3L images/BZ_212_2020_1450_2036_1469.png1.46×10-4水溫度差 0.289℃4.34×10-5標準量器體脹系數 0.69×10-5℃-1 t 0.35×10-5金屬量器體脹系數差 0.35×10-5℃-1 5.25×10-5水體脹系數 5.77×10-5℃-1 -t 2.89×10-5被檢量器溫度測量 0.115℃0.20×10-5

5 合成相對標準不確定度（本文取V≈VB=20L）

6 包含因子

包含因子k取2。

7 擴展不確定度

U=4.68×10-4VB，k=2；或Urel=4.68×10-4，k=2。

8 結語

通過以上對三等標金屬準量器測量結果不確定度評定，我們發現在檢定過程中各個因素的影響尤為明顯，以上評定方法僅供參考。