工作金屬量器容量測(cè)量不確定度評(píng)估

● 大同市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試所 付珽

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工作金屬量器容量測(cè)量不確定度評(píng)估

● 大同市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試所 付珽

摘 要：工作金屬量器是用于計(jì)量液體的計(jì)量器具，在測(cè)量金屬量器過(guò)程中，影響體積的因素很多。本文依據(jù)JJG 259—2005《標(biāo)準(zhǔn)金屬量器檢定規(guī)程》，采用容量比較法檢定工作金屬量器，詳細(xì)分析了影響金屬量器準(zhǔn)確度的不確定度來(lái)源，給出了不確定度的評(píng)定過(guò)程與報(bào)告。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)金屬量器 不確定度 數(shù)學(xué)模型

概述

1.測(cè)量依據(jù)

JJG 259-2005《標(biāo)準(zhǔn)金屬量器檢定規(guī)程》

2.測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

二等標(biāo)準(zhǔn)金屬量器組，測(cè)量范圍為（1～5000）L，二等量器有1 L、2 L、5 L、10 L、20 L、50 L、100 L、200 L、500 L、1000 L，見(jiàn)表1。

表1　標(biāo)準(zhǔn)器和主要配套設(shè)備

3. 被測(cè)對(duì)象

2000 L、5000 L、2000 L以下的規(guī)格用一等量器組檢。

4 .測(cè)量方法

以水為檢定介質(zhì)，將二等標(biāo)準(zhǔn)金屬量器的水（比例最大1∶5）注入被檢量器，讀取對(duì)應(yīng)的液位高h(yuǎn)。用二等金屬量器的分度容量f，考慮溫度對(duì)容量的影響，將被檢量器的容量值換算到VB下對(duì)應(yīng)的高度。

5 .校準(zhǔn)參數(shù)

容量。本次分析以2000 L為例。

數(shù)學(xué)模型

依據(jù)規(guī)程，考慮溫度對(duì)容量的影響，則被檢量器在刻度h，20 ℃時(shí)容積值為：

不確定度傳播率

由于各分量互不相關(guān)，可得合成方差為：

式中：

其中：

（1）按規(guī)程規(guī)定，三等量器計(jì)量頸分度容量不大于其標(biāo)稱容量的，即

標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

被測(cè)容量值的測(cè)量不確定度來(lái)源主要由以下影響量引起：被檢量器液位高度差引入的不確定度分量；計(jì)量頸液位高度差引入的不確定度分量；計(jì)量頸容量引入的不確定度分量；標(biāo)準(zhǔn)金屬量器引入的不確定度分量；標(biāo)準(zhǔn)金屬量器體膨脹系數(shù)引入的不確定度分量；被校金屬量器體膨脹系數(shù)引入的不確定度分量；水的體膨脹系數(shù)引入的不確定度分量；

（1）被檢量器液位高度經(jīng)過(guò)6次測(cè)量，最大值與最小值之差為2.00 mm，則由極差法給出重復(fù)性的不確定度為：

（1）計(jì)量頸6次測(cè)量最大與最小之差為0.50 mm，則由重復(fù)性給出的不確定度為：

100 L的量器計(jì)量頸分度值用1 L的二等標(biāo)準(zhǔn)金屬量器檢定，其最大允許誤差為，均勻分布，則

因此：

表2　標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表

因此：

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

1.標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量一覽表（表2）

從以上計(jì)算過(guò)程中可得：

表3　金屬量器測(cè)量不確定度

2.擴(kuò)展不確定度

對(duì)使用一等金屬量器標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)二等金屬量器的測(cè)量不確定度評(píng)估

1.可開(kāi)展的工作金屬量器共有1 L、2 L、5 L、10 L、20 L、50 L、100 L、200 L，500 L、1000 L、2000 L、5000 L等12個(gè)規(guī)格，逐一分析其測(cè)量不確定度，見(jiàn)表3：

2. 三等金屬量器標(biāo)準(zhǔn)裝置的測(cè)量范圍為（1～5000）L，從上述分析中可看出重復(fù)性取最佳幾乎一樣，只有是可變的，校準(zhǔn)小于100 L的量器時(shí)，使用的是二等容量瓶，最大允許誤差為，但這個(gè)分量太小，對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度沒(méi)有貢獻(xiàn)，因此對(duì)該套裝置測(cè)量范圍內(nèi)的全部校準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量不確定度評(píng)估如下：

測(cè)量范圍為（1～5000）L的三等金屬量器標(biāo)準(zhǔn)裝置的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

校準(zhǔn)和測(cè)量能力（CMC）

使用二等金屬量器標(biāo)準(zhǔn)裝置可校準(zhǔn)的最佳對(duì)象為三等標(biāo)準(zhǔn)金屬量器，因此該項(xiàng)目的CMC為：（1～5000）L，