CNAS浊度计不确定度分析(浊度)

1概述

1.1测量依据：JJG880-2006《浊度计检定规程》 1.2环境条件：温度（15--30）℃；相对湿度≤80% 1.3测量标准：用Formazine浊度标准物质作标准。 1.4测量对象：2100Ｐ型浊度仪

1.5测量过程：用GBW 12001 400NTU的Formazine浊度标准物质，用零浊度水和经检定合格的容量器具，按比例准确稀释Formazine浊度标准物质，获得20NTU浊度值的Formazine浊度标准溶液，待检仪器调零后，重复测量所配制的Formazine浊度标准溶液，获得示值误差。

2 测量模型及不确定度来源分析

2.1 数学模型

△=Tm－Ts

式中：Δ△—浊度计的示值误差

Tm — Formazine浊度标准溶液测量平均值 Ts —配置的Formazine浊度标准溶液标称值

2.2不确定度传播率

由于Tm与Ts没有相关性，依方程：uc2f/xi2u2xi，

ni1uC(Δ)＝u(Tm)u(Ts) 2.3 不确定度来源

22浊度示值误差不确定度主要由以下几个方面： 2.3.1被检仪器测量重复性引起的不确定度分量u1

2.3.2 仪器分辨力引入的分量u2

2.3.3 浊度标准溶液定值不确定度引入的不确定度分量u3

2.3.4配制20NTU标准溶液用的容量瓶引入的不确定度分量u 4 2.3.5配制20NTU标准溶液用的移液管引入的不确定度分量u5

3 标准不确定度评定

3.1被检仪器测量重复性引起的不确定度分量u1

用一台性能稳定的浊度计，测量范围是0-100NTU，用GBW 12001 400NTU的Formazine浊度标准物质，用零浊度水和经检定合格的容量器具，按比例准确稀释Formazine浊度标准物质，获得20NTU 的Formazine浊度标准溶液

在相同条件重复测量10次，仪器得到测量列如下：（单位：NTU） 20.0，19.8，20.1，19.9，19.9，20.0，19.8，19.9，19.8，20.1

根据贝塞尔公式求得试验标准偏差s1＝0.116NTU,由于测量值取3次测量的平均值作为测量结果，故测量重复性引起的不确定度分量u1＝s1/3＝0.067NTU

3. 2仪器分辨力引入的分量u2

由于仪器分辨力为0.1NTU，半宽a＝0.05NTU,按矩形分布考虑，则分辨力所引起的不确定度分量u2＝0. 05NTU/3＝0.029NTU 3.3浊度标准溶液定值不确定度引入的不确定度分量u3

标准溶液证书给出浊度标准溶液定值相对不确定度为3%；k=2,则浊度标准溶液定值不确定度引入的不确定度分量u3=20×3%/2＝0.3NTU 3.4配制20NTU标准溶液用的100ml容量瓶引入的不确定度分量u 41 A级100ml容量瓶容量允差为±0.10ml，按矩形分布考虑，则容量瓶引入的标准不确定度 s1=0.1/3=0.0577mL。设当容量瓶容量每变化Δx mL时引起的浊度值变化为

ΔyNTU。则有Δy＝20×100/（100+Δx）－20＝－20Δx/（100+Δx）；由于 Δx100，则Δy ＝－20Δx/（100+Δx）≈－1/5Δx,故100ml容量瓶引入的不确定度分量u 41＝0.0577×1/5＝0.0115NTU

3.4.2和5ml移液管配制标准溶液用的移液管引起的不确定度分量u 42 A级5ml移液管允差为±0.025ml，按矩形分布考虑，则5ml移液管引入的标准不确定度s2=0.025/3=0.0144mL，设当移液管每变化Δx mL时引起的浊度值变化为ΔyNTU。则有Δy=20/5Δx=4ΔxNTU，故A级5ml移液管引起的不确定度分量u 42=4×0.0144=0.0576NTU

4 合成标准不确定度及扩展不确定度

由于各不确定度分量没有相关性，故合成标准不确定度

uc2= u12 + u22 + u32 + u 412 + u 422

=0.0672+0.0292+0.32+0.01152+0.05762

=0.0988

则合成标准不确定度uc=0.314NTU。

取包含因子k=2，扩展不确定度Ｕ＝k×uc＝2×0.314＝0.63NTU；k=2。 其相对扩展不确定度Ｕrel=0.63/20=3.2％；k=2。

5 申请认可的校准和测量能力

依据检定规程，计算浊度计各校准点的测量不确定度，如下表3所示：

表3

特征点（NTU） 4 10 20 40 不确定度分量（NTU） 合成标准不确定度 相对扩展不确定度 3.4% 3.6% 3.2% 3.1% u1 u2 u3 u 41 u 42 （NTU） 0.067 0.179 0.314 0.616 0.021 0.003 0.06 0.0058 0.0185 0.072 0.029 0.15 0.0115 0.0576 0.067 0.029 0.075 0.029 0.3 0.6 0.0115 0.0576 0.0115 0.115 根据表3的评定结果，浊度计的校准和测量能力的表示。实验室申请认可的能力范围如下表所示：

测量仪器名称 校准参量 规范代号（含年号）名称 测量范围 相对扩展不确定度（校准和测量能力，k=2） 浊度计 浊度 JJG880-2006 《浊度计检定规程》

（0～400）

NTU

U =4%