濁度計示值相對誤差的測量不確定度評定

(南通市計量檢定測試所，南通 226011)

濁度是指溶液對光線通過時所產(chǎn)生的阻礙程度，它包括懸浮物對光的散射和溶質(zhì)分子對光的吸收。濁度計是依據(jù)渾濁液對光進(jìn)行散射或透射的原理制成的測定液體濁度的專用儀器，廣泛應(yīng)用于食品、化工、冶金和制藥等行業(yè)，是常用的實驗室儀器[1]。濁度計的量值溯源和準(zhǔn)確性日益受到重視。本文以此儀器為例，對其示值相對誤差測量中的不確定度進(jìn)行分析和評定。

1 測量方法

1.1 依據(jù)

JJG880-2006《濁度計檢定規(guī)程》。

1.2 測量環(huán)境

溫度：20±2℃，相對濕度：70%RH。

1.3 測量標(biāo)準(zhǔn)

水質(zhì)濁度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，編號GBW12001，Urel=3%(k=2)。

1.4 被測對象

上海儀電WGZ-200型濁度計，測量范圍0.00～50.0NTU和50.1～200NTU(量程自動轉(zhuǎn)換)，最大允許誤差±8 %。

1.5 測量過程

按照儀器使用說明書校準(zhǔn)儀器，用濁度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，在量程上限不大于50NTU范圍內(nèi)，均勻取5個測量點，準(zhǔn)確稀釋配制相應(yīng)濁度值的標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個濃度值測定3次，求其平均值，計算出各測量點的示值相對誤差[1,2]。

本文以16NTU測量點為例，評定其示值相對誤差的測量不確定度[3]。

2 測量模型

(1)[4]

式中：Δ——儀器示值相對誤差；

Ts——配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)稱值，NTU；

V2——容量瓶定容體積，mL；

V1——分度吸量管取樣體積，mL；

T——濁度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值，NTU。

3 方差和靈敏度系數(shù)

(2)

(3)

4 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

4.1 測量結(jié)果平均值引入的不確定度

取1臺WGZ-200濁度計，按儀器使用說明書校準(zhǔn)后，重復(fù)測量16NTU標(biāo)準(zhǔn)溶液10次，結(jié)果見表1。

表1 單次測量值的實驗標(biāo)準(zhǔn)差 NTU

4.2 有證濁度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值引入的不確定度u(T)

4.3 取樣體積引入的不確定度u(V1)

(1)吸量管的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(V1)

(2)取樣時吸量管受溫度影響引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(V1)

=0.00097mL

4.4 定容體積引入的不確定度u(V2)

(1)容量瓶的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(V2)

(2)定容時容量瓶受溫度影響引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(V2)

選用的單標(biāo)線容量瓶是鈉鈣玻璃材質(zhì)，體脹系數(shù)為25×10-6℃-1，

=0.0242mL，

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總見表2。

表2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總表

將表中數(shù)據(jù)代入公式(2)，計算得：

=0.0169=1.69%

6 擴(kuò)展不確定度

取k=2，保留兩位有效數(shù)字，則：U=kuc(Δ)=2×1.69%=3.38%≈3.4% 。

7 測量不確定度報告

濁度計在16NTU測量點的示值相對誤差測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為U=3.4%(k=2)。

同理，可評定出規(guī)程中的其他測量點的不確定度。