电导率仪仪器示值误差测量结果不确定度

电导率仪仪器示值误差测量结果的不确定度评定一、适用范围本文件适用于电导率仪仪器示值误差测量结果的测量不确定度评定与表示。二、引用文件测量依据:JJG376-2007电导率仪检定规程；评定依据：JJF1059—1999测量不确定度评定与表示；CX/19/2002测量不确定度评定与表示实施细则。三、数学模型d=G–A式中：d—仪器示值误差；G—3次测量结果的算术平均值；A—输入标准溶液电导率值；则方差)(2du=)()(22GuAu式中：)(du—仪器示值误差测量不确定度)(Au—氯化钾溶液标准物质的不确定度)(Gu—校准时重复测量的不确定度四、输入量的标准不确定度来源由测量方法和数学模型可知，在电率导仪校准中，影响仪器示值误差测量结果的不确定度因素有：⑴测量方法的不确定度；⑵标准物质的不确定度；⑶环境条件的影响；⑷人员操作的影响；⑸被检定仪器的变动性的影响。由于采用直接测量法进行校准，方法的不确定度可以不予考虑；环境条件的影响、人员操作的影响、被校准仪器的变动性体现在测量结果的变动中。则示值误差测量结果的不确定度由标准物质的不确定度、仪器测量结果的变动性的不确定度组成。仪器测量结果不确定度的评定应该按照测量的实际结果进行，为方便评定，本文以检定规程规定的各项目最大允许值进行分析评定，一般测量仪器时可以直接应用本不确定度评定的结果。五、各输入量的标准不确定度分量的评定1、输入量G的标准不确定度)(Gu的评定输入量G的相对标准不确定度)('Gu来源主要是电导率仪的测量不重复性，根据规程中重复性的测量是由6次测量值的标准偏差相对于该点满量程得到的，故根据实际测量情况，，服从正态分布，则单次实验相对标准差为RSD；而仪器示值误差是3次（即n=3）重复测量的平均值与标准值的差值得到的，故仪器重复测量性的相对标准不确定度为)('Gu=RSD/n级别0.20.51.01.52.02.53.04.0RSD(%)0.200.400.701.01.21.51.72.2n33333333)('Gu(%)0.120.230.400.580.690.870.981.3根据以前开展电导率仪检定工作的情况了解到，目前电导率仪的量程一种（用FS2表示）是以2乘以10的整数次幂为量程的数字式仪器，另一种（用FS13表示）是以1和3乘以10的整数次幂为量程的指针式仪器。因为电导率仪检定规程中的仪器引用误差和仪器重复性技术指标均是以相对于被测量仪器满量程的百分比给出的，故GBW（E）130107和GBW（E）130108的重复性测量标准不确定度)(Gu如下表：级别)('Gu)(7GuFS2)(8GuFS2)(7GuFS13)(8GuFS13(%)(μs/cm)(μs/cm)(μs/cm)(μs/cm)0.20.122.40.243.60.360.50.234.60.466.90.691.00.408.00.80121.21.50.58121.2171.72.00.69141.4212.12.50.87171.7262.63.00.98202.0292.94.01.3262.6393.92、输入量A的标准不确定度)(Au的评定:氯化钾溶液标准物质由标准物质证书给出相对扩展不确定度为Urel=0.25%，包含因子k=2，则标准物质引入的相对标准不确定度)('Au为)('Au=Urel/k=0.25%/2=0.125%由于该相对标准不确定度)('Au是相对于标准值的不确定度，因此GBW（E）130107和GBW（E）130108的标准不确定度为)(7Au=)('Au×1409μs/cm=0.125%×1409μs/cm=1.8μs/cm(25℃))(8Au=)('Au×147.4μs/cm=0.125%×147.4μs/cm=0.19μs/cm(25℃)3、仪器分辨力引起的标准不确定度u(分)对于数字式仪器，其分辩力一般为R7FS2=1μs/cm(2000μs/cm量程)和R8FS2=0.1μs/cm(200μs/cm量程)，则分辩力引起的标准不确定度为u7FS2(分)=0.29R7FS2≈0.3μs/cm和u8FS2(分)=0.29R8FS2≈0.03μs/cm对于指针式仪器，其分辩力一般为R7FS13=50μs/cm(3000μs/cm量程)和R8FS13=5μs/cm(300μs/cm量程)，则分辩力引起的标准不确定度为u7FS13(分)=34%R7FS13=17μs/cm和u8FS13(分)=34%R8FS13=1.7μs/cm六、合成标准不确定度及扩展不确定度的评定1、灵敏系数因为数学模型d=G–A所以灵敏系数1c=Gd）（=12c=Ad)（=-12、各标准不确定度分量汇总见下表校准点GBW（E）130107（1409μs/cm）各标准不确定度分量汇总表级别)(7GuFS2(μs/cm))(7GuFS13(μs/cm))(7Au(μs/cm)u7FS2(分)(μs/cm)u7FS13(分)(μs/cm)0.20.941.41.80.3170.51.92.81.03.24.81.54.87.22.05.68.42.57.0103.08.0124.01016校准点GBW（E）130108（147.4μs/cm）各标准不确定度分量汇总表级别)(8GuFS2(μs/cm))(8GuFS13(μs/cm))(8Au(μs/cm)u8FS2(分)(μs/cm)u8FS13(分)(μs/cm)0.20.0940.140.190.031.70.50.190.281.00.320.481.50.480.722.00.560.842.50.701.03.00.801.24.01.01.63、合成标准不确定度)(du：由于以上分析的不确定度分量互相独立，互不相关，所以各合成标准不确定度)(du可以表示为：)()()()(27272227217分uAucGucdu)()()()(28282228218分uAucGucdu具体数据列表如下:级别)(7duFS2(μs/cm))(8duFS2(μs/cm))(7duFS13(μs/cm))(8duFS13(μs/cm)0.22.10.2171.70.52.60.3171.71.03.70.4181.81.55.10.5191.92.05.90.6191.92.57.20.7202.03.08.20.8212.14.0101.0232.3七、扩展不确定度的评定：取k=2，则仪器示值误差测量结果的扩展不确定度为U=k×)(du级别U7FS2(μs/cm)U8FS2(μs/cm)U7FS13(μs/cm)U8FS13(μs/cm)0.24.20.4343.40.55.20.6343.41.07.40.8363.61.5101.0383.82.0121.2383.82.5141.4404.03.0161.6424.24.0202.0464.6