一、概述
1.检定依据
JJG42-2001《工作玻璃浮计》检定规程。
2.检定环境条件
常温、液温与室温相差不大于5℃。
3.标准器
二等标准酒精计组,(0~100)%VOL,分度值d=0.2%VOL。
4.被检酒精计
(50~75)%VOL,分度值d=0.2%VOL。
5.检定方法
按照JJG42-2001的要求,采用直接比对法,即在配制的50%VOL、60%VOL、75%VOL三种浓度的酒精水溶液中,将二等标准酒精计与被检酒精计同时放入同一溶液中进行直接比对,得出被检酒精计修正值。
二、数学模型
被检酒精计修正值计算公式为
Δρ=ρ标读+ρ标修-ρ被读
式中:Δρ——被检酒精计修正值;ρ标读——标准酒精计示值;ρ标修——标准酒精计修正值;ρ被读——被检酒精计示值。
由检定方法和数学模型可以看出影响被检酒精计修正值的因素主要为:测量重复性引入的不确定度分量、检定用溶液的浓度、环境温度、二等标准酒精计、人为读数引入的误差、玻璃温度计的误差、读数时光线透过检定用量筒发生的折射以及标准酒精计修正值。
三、不确定度分量及其评估(以50%VOL点为例)
1.测量重复性引入的不确定度分量
对同一酒精计在不同时间,重复性条件下进行3组各10次的测量,得到如下数据:
第一组:0.04、0.04、0.04、0.06、0.06、0.06、0.04、0.06、0.06、0.04。
第二组:0.04、0.06、0.06、0.04、0.04、0.06、0.06、0.06、0.04、0.04。
第三组:0.04、0.04、0.06、0.06、0.06、0.08、0.06、0.04、0.04、0.04。
单次测量标准偏差分别为:
第一组:
第二组:
第三组:
合并样本标准偏差:
在实际检定过程中,测量两次,则重复性引入的标准不确定度为
2.检定用溶液引入的不确定度分量
在检定过程中,酒精水溶液的浓度会影响标准酒精计和被检酒精计的读数,因标准酒精计和被检酒精计同时放入检定用溶液中,酒精水溶液浓度对标准和被检酒精计示值的影响因数学模型中“ρ标读-ρ被读”而相互抵消,则由检定用溶液引入的标准不确定度为
u(ρ2)=0%VOL
3.环境温度变化引入的不确定度分量
在实验室温度条件下,温度变化会对标准酒精计和被检酒精计示值产生影响,采用B类评估。取温度变化对酒精计示值的影响扩展不确定度分量u(ρ3)=0.1(分度)。设其为均匀分布,则温度变化引起的标准不确定度:
4.标准酒精计引入的不确定度分量
二等酒精计的扩展不确定度为U=0.08%VOL,k=2。则由二等标准酒精计引入的标准不确定度:
5.由人为读数引入的不确定度分量
在检定过程中,由于操作人员的不同,在估读的时候会产生人为误差。我所检定人员长期从事玻璃量器的检定工作,对刻度线的估读误差控制在0.1个分度值范围内,再加上在读数时,因为隔了检定用量筒,会产生光线的折射现象。设其对读数产生的影响也为0.1个分度值,则由人为读数引入的不确定度分量为0.2分度值,设其为均匀分布,则由人为读数引入的不确定度:
6.由玻璃温度计示值误差引入的不确定度分量
在实际的检定过程中,玻璃温度计只是测量液体温度,保证液体温度与实验室温差不大于5℃,不参与数据方面的计算,则由玻璃温度计示值误差引入的不确定度忽略不计。
7.由光线折射引入的不确定度分量
在三、5中已经考虑光线折射引入的不确定度分量,在此不作进一步的评估。
四、各分量的标准不确定度汇总(见表1)
<CTSM>表1各分量的标准不确定度汇总表</CTSM>
五、合成标准不确定度
以上5个分量互不相关,则合成标准不确定度:
六、扩展不确定度
取包含因子k=2,则扩展不确定度:
U=k×u(Δρ)=0.098≈0.10%VOL
七、不确定度报告
在本次检定中,得到被检酒精计在50%VOL点的两次修正值为0.04%VOL、0.08%VOL,则该酒精计在50%VOL点的修正值为
此被检酒精计在50%点,修正值q=0.06%VOL,扩展不确定度为U=0.10%VOL,k=2。
八、符合性判断
按照以上方法对该被检酒精计分别在60%VOL和75%VOL点进行检定和不确定度的评定,最后得到该被检酒精计在50%VOL、60VOL和75%VOL三个点的修正值、示值误差和不确定度(见表2)。
<CTSM>表2</CTSM>
1.符合性判断依据
Δ|≤MPEV-U判为合格
Δ|≥MPEV+U判为不合格
MPEV-U<|Δ|<MPEV+U判为待定区
注:Δ——示值误差;MPEV——规程要求的最大允许误差的绝对值;U——示值误差的扩展不确定度。
2.该被检酒精计的符合性判断
在50%VOL点:|Δ|=0.06%VOL,MPEV=0.2%VOL,U=0.10%VOL
满足|Δ|≤MPEV-U,则该酒精计在50%VOL点合格。
在60%VOL点:|Δ|=0.30%VOL,MPEV=0.2%VOL,U=0.10%VOL
满足|Δ|≥MPEV+U,则该酒精计在60%VOL点不合格。
在75%VOL点:|Δ|=0.16%VOL,MPEV=0.2%VOL,U=0.12%VOL
满足MPEV-U<|Δ|<MPEV+U,则该酒精计在75%VOL点为待定区,需要通过用更高等级的酒精计进行检定,通过改善检定环境条件或增加测量次数等措施,以降低示值误差评定的测量不确定度后再进行符合性判断。