实验室离子计检定装置计量标准技术报告.docx

1、实验室离子计检定装置计量标准技术报告计量标准技术报告计 量 标 准 名 称 实验室离子计检定装置 计 量 标 准 负 责 人 建 标 单 位 名 称 填 写 日 期 一、 建立计量标准的目的 （1）二、 计量标准的工作原理及其组成 （1）三、 计量标准器及主要配套设备 （2）四、 计量标准的主要技术指标 （3）五、 环境条件 （3）六、 计量标准的量值溯源和传递框图 （4）七、 计量标准的稳定性考核 （5）八、 检定或校准结果的重复性试验 （6）九、 检定或校准的测量不确定度评定 （7）十、 检定或校准结果的验证（ 11 ） 十一、 结论 （ 12 ） 十二、 附加说明 （ 12 ）一、建立计

2、量标准的目的为保障经济发展，提高计量技术能力和水平，为企业提供准确可靠的测量服务，增强经济效益和社会效益，特建立本实验室离子计检定装置计量标准。二、计量标准的工作原理及其组成实验室离子计是一种用于测量溶液中离子活度的电化学分析仪器，主要由电计和测量电极两部分组成。电计由阻抗转换器、电位放大器、功能调节器和显示器组成，测量电极包含离子选择电极和参比电极。利用仪器测量溶液中离子含量时，都采用比较法测量，首先通过测量由标准溶液、离子选择电极与参比电极构成电池的电动势，对离子计进行校准，然后用同一对电极测量待测溶液，电池的电动势可以直接显示为电位值，也可以经电计转换后显示为 pX 或浓度等。本装置选用

3、符合JJG 757-2018 实验室离子计检定规程要求的离子计检定用标准物质，用被检仪器重复测量，测量结果与标准值进行比较，从而得出被检仪器的示值误差。三、计量标准器及主要配套设备计量标准器名 称型 号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号检定周期或复校时间间隔检定或校准机构氟化钠标准物质GBW(E)060 32399.97%Urel=0.09% k=236 个月酸度计检定仪SDF-（014）pH（-2000+2000）mV0.0006 级12 个月主要配套设备恒温槽THY-15-15(0100) U=0.5k=212 个月玻璃液体温度计(050) (050) MPE：0.

4、312 个月电子天平ME204TE/0 2(0220）gI 级12 个月单标线容量瓶10ml（010）mLA 级36 个月单标线容量瓶50ml（050）mLA 级36 个月单标线容量瓶100ml（0100）mLA 级36 个月单标线容量瓶200ml（0200）mLA 级36 个月单标线容量瓶250ml（0250）mLA 级36 个月单标线容量瓶500ml（0500）mLA 级36 个月单标线容量瓶1000ml（01000）mLA 级36 个月单标线吸量管1ml（01）mLA 级36 个月单标线吸量管2ml（02）mLA 级36 个月单标线吸量管5ml（05）mLA 级36 个月单标线吸量管10

5、ml（010）mLA 级36 个月单标线吸量管15ml（015）mLA 级36 个月单标线吸量管20ml（020）mLA 级36 个月单标线吸量管25ml（025）mLA 级36 个月单标线吸量管50ml（050）mLA 级36 个月四、计量标准的主要技术指标1.标准器的不确定度/准确度等级氟化钠标准物质 Urel=0.09%，k=2 pH 计检定仪 0.0006 级2.测量范围 电位：（02000）mVpX：（014）pX五、环境条件序 号项 目要 求实 际 情 况结 论1环境温度（203）（203）符合要求2相对湿度（2080）RH（2080）RH符合要求3检定环境附近无机械振动和电磁干扰

6、附近无机械振动和电磁干扰符合要求六、计量标准的量值溯源和传递框图上一级计量器具直接测量法 物理升华法本级计量标准名称：实验室离子计检定装置计测量范围：（02000 ）mV；（014）pX量酸度计检定仪准确度等级：0.0006 级器氟化钠不确定度：Urel=0.09%，k=2具直接测量法下一级计量器具七、计量标准的稳定性考核1、电计电位示值稳定性选一个离子计，在满足检定规程条件下，用酸度计检定仪在相同的间隔内重复测量 10 次，每月为一周期，共测四个周期，结果如下：最大变化量 0.1 小于最大允许误差，符合 JJF 1033-2016计量标准考核规范对稳定性的考核要求， 稳定性合格。2、电计 p

7、X示值稳定性选一个离子计，在满足检定规程条件下，用酸度计检定仪在相同的间隔内重复测量 10 次，每月为一周期，共测四个周期，结果如下：最大变化量 0.00 小于最大允许误差，符合 JJF 1033-2016计量标准考核规范对稳定性的考核要求，稳定性合格。八、检定或校准结果的重复性试验1、电计电位示值重复性按照JJG 757-2018 实验室离子计检定规程中规定的检定条件，选一台实验室离子计，在重复测量条件下，输入标准电位信号 300mV，进行 10 次连续测量，记录仪器示值，列表如下：该标准装置的测量重复性小于测量不确定度评定中所采用的重复性数据，符合 JJG 1033-2016计量标准考核规

8、范的要求。2、电计 pX示值重复性按照JJG 757-2018 实验室离子计检定规程中规定的检定条件，选一台实验室离子计，在重复测量条件下，输入标准电位信号值pX 为 6，进行 10 次连续测量，记录仪器示值 pX1，pX2，pX10，列表如下：序号12345678910测量值 pXi13.0013.0013.0013.0013.0013.0013.0013.0013.0013.00算术平均值 1 ny = pX i 13.00n i=1实验标准偏差n ( pX - pX )2i is = i=1 0.00n -1该标准装置的测量重复性小于测量不确定度评定中所采用的重复性数据，符合JJG 10

9、33-2016计量标准考核规范的要求。九、检定或校准结果的测量不确定度评定（一）实验室离子计电计电位示值误差测量结果的不确定度评定一、概述1、测量依据：JJG 757-2018实验室离子计检定规程。2、环境条件：温度(203) ，湿度（2080）RH。3、测量标准：pH 计检定仪。4、被测对象：离子计，0.1 级、0.01 级、0.001 级。5、测量方法：连接好线路，接通开关，高阻短路，调节检定仪，使其输出标准信号值 Eb ，输入仪器电计，测量并记录电计电位示值。检定点为 0mV、10mV 、50mV 、100mV 、200mV直至仪器满量程电位值。用递增和递减的方法各测 1 次，计算电计电

10、位示值平均值 Ea 。按下式计算电计电位示值误差E 。E = Ea - Eb 100%Ec6、 评定结果的使用：在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。二、数学模型E = Ea - Eb 100%1、 Ec其中： E 电计电位示值误差，%；Ea 电计电位示值平均值，mV；Eb 标准电位信号值，mV；Ec 仪器满量程电位值，mV。2、方差和灵敏系数 u2( E )=c2( Ea )u2( Ea )+c2( Eb )u2( Eb )其中c(Ea ) = (E) = 1 ， c(E ) = (E) = - 1E E b E Ea c b cu2 (Ea ) + u2 (E )

11、u(E) = b 100%则有 Ec三、输入量的标准不确定度分析及评定示值误差的不确定度来源主要有以下几个：（1）pH 计检定仪输出标准信号值引入的标准不确定度 u ( Eb )；（2）环境条件、人员操作和被检仪器等各种随机因素引入的不确定度，即仪器示值重复性引入的标准不确定度 u ( Ea )。以被检设备为 0.01 级离子计为例进行电计电位示值误差测量结果的不确定度评定。1、pH 计检定仪输出标准信号值 Eb 引入的标准不确定度 u ( Eb )的评定本单位使用的 pH 计检定仪，mV 电势的允许误差为0. 15 mV，其最大允许误差区间为 0.3mV，按均匀分布考虑，则其电位示值标准不确

12、定度为：u(Eb ) = 0.3 /= 0.17mV2、环境条件、人员操作和被检仪器等各种随机因素引入的标准不确定度 u ( Ea )的评定输入量 Ea 的不确定度主要来源于仪器的分辨力u1 、测量的不重复性u2 ，可以通过连续测量得到测量列，采用 A 类方法进行评定。（1）仪器的分辨力u1 的评定：离子计分辨力为 1 mV，是一种数字式离子计： u1 0.291 0.29 mV（2）测量的不重复性u2 的评定：在规程要求的环境条件下，选用一台 0.01 级离子计，用 pH 计检定仪输入典型标准信号值 500 mV，1000 mV，1500 mV，2000mV，每个点连续重复测量 10 次，并

13、按如下公式计算标准偏差，结果如表所示。s=检定点 A 类评定结果 mV检定点12345678910Eas500500501500500501500500500501500500.30.48100010011000100110001000100010001000100010001000.20.42150015011502150015011501150015001501150115001500.70.67200020002000200019991999199920002000200019991999.60.52（3）u ( Ea )的合成：因为u1 、u2 各自独立，所以在 500mV 点， u(

14、Ea ) =在 1000mV 点， u(Ea ) =u 2 + u 2 = 0.56mV= 0.51mV在 1500mV 点， u(Ea ) = =在 2000mV 点， u(Ea ) = = 0.73mV= 0.60mV规程规定，每个检定点重复测量 2 次，取算术平均值作为仪器示值。且取最大值进行计算，则检定点的标准不确定度 u ( Ea )为：u(Ea ) = smax= 0.73 = 0.52mV 23、标准不确定度汇总标准不确定度汇总表标准不确定度分量不确定度来源标准不确定度u ( Eb )pH 计检定仪输出标准信号值引入的标准不确定度0.17mV u ( Ea )环境条件、人员操作和

15、被检仪器等各种随机因素引起的不确定度0.52mV4、合成不确定度的评定E = Ea - Eb 100%由测量模型： Ec ，输入量 Ea 和 Eb 彼此独立不相关，所以合成不确定度uc 可由下式计算。u(E) =u2 (Ea ) + u2 (E )Ec100%计算结果如下： ucrel (E) =0.172 + 0.5222000100% = 0.03%5、扩展不确定度 U 的评定取包含因子 k=2，则示值误差的扩展不确定度计算如下：U = k ucrel (E) = 2 0.03% = 0.06%6、测量不确定度的报告与表示根据以上评估结果，本实验室离子计电计电位示值误差测量结果的扩展不确定

16、度为：Urel=0.06%（k=2）同样方法，对 0.1 级和 0.001 级离子计电计电位示值误差不确定度进行了评定，结果分别为 0.2%和0.01%。（二）离子计电计 pX 示值误差测量结果的不确定度评定一、概述1、测量依据：JJG 757-2018实验室离子计检定规程。2、环境条件：温度(203) ，湿度（2080）RH。3、测量标准：酸度计检定仪。4、被测对象：实验室离子计，0.1 级、0.01 级、0.001 级。5、测量方法：仪器温度补偿器置 25.0。连接好线路，接通开关，高阻短路，调节检定仪，使其输出标准信号值 pXb ，输入仪器电计，按照仪器使用说明书校准仪器后，测量并记录电

17、计 pX 示值。在仪器pX 量程范围内，检定点间隔为 1。用递增和递减的方法各测 1 次，计算电计 pX 示值平均值 pX a 。对正负一价、二价离子测量档应分别进行检定。按下式计算电计 pX 示值误差pX 。pX = pX a - pXb7、 评定结果的使用：在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。二、数学模型3 、 pX = pX a - pXb其中： pX 电计 pX 示值误差；pX a 电计 pX 示值平均值；pXb 标准物质浓度，mg/L。4、方差和灵敏系数 u2( pX )=c2( pX a )u2( pX a )+c2( pXb )u2( pXb )其中c

18、( pX a ) =则有u(pX ) =(pX) pX a= 1， c( pXb ) =(pX)pXb= -1三、输入量的标准不确定度分析及评定示值误差的不确定度来源主要有以下几个：（1）pH 计检定仪输出标准信号值引入的标准不确定度 u ( pXb )；（2）环境条件、人员操作和被检仪器等各种随机因素引入的不确定度，即仪器示值重复性引入的标准不确定度 u ( pX a )。以被检设备为 0.01 级实验室离子计为例进行电计 pX示值误差测量结果的不确定度评定。1、pH 计检定仪输出标准信号值引入的标准不确定度 u ( pXb )的评定本单位使用的 pH 计检定仪，pX 值的允许误差为0.00

19、 06，按均匀分布考虑，则其 pX 示值标准不确定度为：u( pXb ) = 0.0006 /= 0.000352、环境条件、人员操作和被检仪器等各种随机因素引入的标准不确定度 u ( pX a )的评定环境条件、人员操作和被检仪器等各种随机因素引入的标准不确定度，可采用 A 类评定。在规程要求的环境条件下，选用一台 0.01 级实验室离子计，对一价离子测量档进行检定，用酸度计检定仪输入典型标准信号值 6.00，重复测量 10 次，并按如下公式计算标准偏差，结果如表所示。s=检定点 A 类评定结果12345678910pX as13.0013.0013.0013.0013.0013.0013.

20、0013.0113.0013.0013.0010.0032规程规定，每个检定点重复测量 3 次，取算术平均值作为仪器示值。则检定点的标准不确定度 u ( pX a )为： u( pXa ) = 0.0032 = 0.001833、标准不确定度汇总标准不确定度汇总表标准不确定度分量不确定度来源标准不确定度u ( pXb )pH 计检定仪输出标准信号值引入的标准不确定度0.00035u ( pX a )环境条件、人员操作和被检仪器等各种随机因素引起的不确定度0.00184、合成不确定度的评定由测量模型： pX = pX a - pXb ，输入量 pX a 和 pXb 彼此独立不相关，所以合成不确定

21、度uc 可由下式计算。计算结果如下： uc (pX ) =uc (pX ) = 0.00185、扩展不确定度 U 的评定取包含因子 k=2，则示值误差的扩展不确定度计算如下：U = k uc (pX ) = 2 0.0018 = 0.0036当被检实验室离子计的级别不同或离子测量档不同时，不确定度分量中 u（ pX a ）将发生改变，按照上述方法分别对 0.1 级、0.001 级实验室离子计的电计 pX示值误差、以及 0.1 级、0.01 级和 0.001 级实验室离子计的电计 pX示值误差测量结果的不确定度进行评定，结果如下表：离子测量档仪器级别不确定度分量U（k=2）u ( pXb )u

22、( pX a )一价离子0.1 级0.00040.0090.020.001 级0.00040.000040.0008二价离子0.1 级0.00040.0120.030.01 级0.00040.0030.0060.001 级0.00040.00050.0026、测量不确定度的报告与表示根据以上评估结果，本实验室离子计电计 pX 示值误差测量结果的扩展不确定度为：检定项目仪器级别U（k=2）pX示值误差0.1 级0.020.01 级0.0040.001 级0.0008pX示值误差0.1 级0.030.01 级0.0060.001 级0.002（三）实验室离子计仪器pX 示值误差测量结果的不确定度评

23、定一、概述1、测量依据：JJG 757-2018实验室离子计检定规程。2、环境条件：温度(203) ，湿度（2080）RH。3、测量标准：氟化钠标准物质，Urel=0.09%，k=2。4、被测对象：离子计，仪器 pX 测量范围： (014) 。5、测量方法：按照仪器说明书要求对离子选择电极和参比电极进行预处理。仪器温度补偿器置 25.0， 分别取规程表（2）中相同体积的 B1、B2、B3 离子溶液，根据仪器说明书要求加入相同的一定量的离子强度调节剂，作为标准溶液置于温度为 25.0的恒温水槽中，仪器用 B1 标准溶液、B3 标准溶液进行校准，测量B2 标准溶液，记录仪器的示值 pXyi。重复测

24、量 6 次，计算 pX 示值平均值 pX y 。按下式计算仪器 pX示值误差pX y 。pXy = pX y - pXs6、评定结果的使用：在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。二、数学模型1、pXy = pX y - pXs其中： pX y 仪器 pX 示值误差；pX y 仪器 pX 示值平均值；pX s 被测溶液的标准值。2、方差和灵敏系数 u2( pX y )=c2( pX y )u2( pX y )+c2( pX s )u2( pX s )其中c( pX) = (pXy ) = 1， c( pX pX y) = (pXy ) = -1pX s则有u(pXy )

25、 =三、输入量的标准不确定度分析及评定示值误差的不确定度来源主要有以下几个：（1）标准物质引入的标准不确定度 u ( pX s )，包括标准物质定值引入的不确定度 u ( pX s1 )和标准物质配制标准溶液引入的不确定度 u ( pX s 2 )；（2）环境条件、人员操作和被检仪器等各种随机因素引入的不确定度，即仪器示值重复性引入的标准不确定度 u ( pX y )。1、标准物质引入的标准不确定度 u ( pX s )的评定（1）标准物质定值引入的不确定度 urel ( pX s1 )氟化钠标准物质，其定值相对扩展不确定度为 Urel=0.09%，包含因子 k=2。则标准物质定值引入的相对标准不确定度分量 urel( pX s1 )为：u ( pX ) = 0.09% = 0.045%rel s1 2（2）标准物质配制标准溶液引入的相对标准不确定 urel( pX s 2 )将氟化钠标准物质放入称量瓶中，置于干燥箱，在（105115）温度下干燥 2h，并放入干燥箱中冷却至室温。准确称取 4.1988g 经过干燥的氟化钠纯度标准物质，放入塑料烧杯中，用少量的去离子水溶解，移入1000mL 容量瓶中。烧杯至少用去离子水冲洗 3 次，洗液并入容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀即得 110 -1mol/L 的标准