测量不确定度是指“表征合理地赋予被测量之值的分散性, 与测量结果相联系的参数”。测量的目的是为了确定被测量的量值。测量结果的品质是量度测量结果可信程度的最重要的依据。测量不确定度就是对测量结果质量的定量表征, 测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度的大小。在我们日常建标过程中, 对其测量不确定度的分析为我们在日常检定过程中数据出具的准确性提供了一个很好的误差分析, 使得量值传递体系更为准确合理。下面是我们在日常工作中对液态物料定量灌装机检定装置的不确定度分析, 不当之处希望广大朋友们批评指正。

1定容式液态灌滶机测量不确定度评定

1.1测量原理

1.1.1测量依据:JJG687—2008液态物料定量灌装机检定规程。

1.1.2测量环境条件:室温:25℃, 一次性检定过程中间的介质温度差应≤5℃.

1.1.3测量设备:电子天平, 型号:JD5000-2;电子天平, 型号:FA2004C;密度杯, 型号: (15/30/50) ml。

1.1.4测量对象:定容式灌装机。

1.1.5测量方法:采用称重法, 测出包装容器和检定介质的总质量, 测出检定介质的密度, 从而求出检定介质的实际容量。

1.2数学模型

式中:Vi———第i次实际容量, ml

mi———第i次总质量, g

ρ——检定介质密度, g/cm3

β——灌装机的体胀系数

t——检定时液体的温度

1.3有确定度分析分别以灌装量标称值

分别以灌装量标称值为5ml和2000ml的灌装机为例

不确定度来源为:灌装介质的实际容量测量重复性引入的标准不确定度u (m1) , 采用A类评定法进行评定;电子天平的最大允许误差引入的标准不确定度u (m2) 、万分之一电子天平最大允许误差引入的标准不确定度u (m3) 及密度杯不确定度u (m4) 引入的标准不确定度u (m4) 采用B类方法进行评定。

1.3.1灌装介质的实际容量测量重复性引入的标准不确定度u (m1) 的评定

对一台灌装量标称值为5ml的灌装机, 连续测量10次得到一组测量值见表1。

验标准差:u (m1) 5==0.013ml

再测2000ml容量瓶, 对其工作量器介质的容量进行10次测量, 得到测量列 (m L) , 所测得数据如表2所示。

1.3.2电子天平 (JD5000-2) 的最大允许误差引入的标准不确定度u (m2) 的评定

查证书, 得电子天平的最大允许误差为±0.15g, 属均匀分布,  , 故标准不确定度为:

u (m2) =0.15g/=0.09g换算为:u (m2) =0.09ml

1.3.3电子天平 (FA2004C) 的最大允许误差引入的标准不确定度u (m2) 的评定

查证书, 得电子天平的最大允许误差为±1mg, 属均匀分布,  , 故标准不确定度为:u (m3) =0.001/=0.0006g

1.3.4密度杯的最大允许误差引入的标准不确定度u (m4) 的评定

查证书, 得密度杯扩展不确定度U=10mg, k=2。则:u (m4) =10mg/2=5mg, 换算为:u (m4) =0.005ml

由检定规程得知灌装机的体胀系数为4.5×10-4/℃数值较低不影响合成不确定度的计算, 同时一次性检定过程中间的介质温度差≤5℃, 所以无需对液体温度进行单独不确定度计算。

1.3.5合成不确定度

1.3.6扩展不确定度

由于不确定度的最大引入量为测量重复性引起的, 而重复性引起的不确定度是按灌装量逐渐增大的, 所以在 (5~2000) ml的区间内, 其不确定度为U= (0.2~0.6) ml, k=2。

2定重式液态灌装机测量不确定度评定

2.1测量原量

2.1.1测量依据:JJG687-2008《液态物料定量灌装机检定规程》。

2.1.2测量环境条件:室温:25℃。

2.1.3测量设备:电子天平JD5000-2、FA2004C, 分辨率分别为0.01g、0.1mg。

2.1.4测量对象:2000g、5g定重式灌装机。

2.1.5测量方法:测出工作量器和检定介质的总质量, 从而求出检定介质的实际质量。

2.2数学模型

mi=m

式中:mi——灌装机的标称质量, g

m——检定介质的实际质量, g

2.3不确定度分析

分别以灌装量标称值为5g和2000g的灌装机为例

输入量m的标准不确定度u (m0) 的评定

u (m) 主要来源是:灌装介质的实际质量测量重复性引入的标准不确定度u (m1) , 采用A类评定法;电子天平的最大允许误差引入的标准不确定度u (m2) , 采用B类方法进行评定。

2.3.1灌装介质的实际质量测量重复性引入的标准不确定度u (m1) 的评定

对最大允许误差为±1%的一台灌装量标称值为5g的灌装机, 连续测量10次得到一组测量值见表3。

对最大允许误差为±1%的一台灌装量标称值为2000g的灌装机, 连续测量10次得到一组测量值见表4。

2.3.2电子天平的最大允许误差引入的标准不确定度u (m2) 的评定

查证书, 得电子天平的最大允许误差为±0.15g, 属均匀分布,  , 故标准不确定度为:

2.3.3合成不确定度

2.3.4扩展不确定度

综上, 该装置使用定重法测得的不确定度为U= (0.18~0.78) g, k=2。