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一、建立計量標準的目的

    建立本計量標準的目的是為了更好地在企業(yè)內(nèi)部開展計量標準的量傳與溯源。建立計量標準不僅會給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟效益，還包含著一定的社會效益（如有可能可以對外開展技術(shù)服務(wù)，增加收益），同時也標志著企業(yè)計量水平的一個方面。

二、計量標準的工作原理及其組成

工作原理：本標準對常用玻璃量器采用衡量法進行檢定。其原理框圖如下圖（一）所示。

                     圖（一）衡量法檢定常用玻璃量器原理框圖

組    成：電子天平、秒表、溫度計等構(gòu)成。

三、計量標準器及主要配套設(shè)備

計量標準器

名    稱

型 號

測量范圍

不確定度或

準確度等級或zui大允許誤差

制造廠及

出廠編號

檢定

證書號

電子天平

JA21002型

（0—2000）g

II級

電子天平

FA2104

（0-210）g

I級

主要配套設(shè)備

精密溫度計

0.1分度（內(nèi)標）

（0—50）℃

         RG20081607J

秒表

0．1s

0．1s

XD10090370J

四、計量標準的主要技術(shù)指標

1. 電子天平

型號規(guī)格：FA2104

測量范圍：0—210g

準確度等級：I級

1. 電子天平

型號規(guī)格：JA21002G

測量范圍：0—2000g

準確度等級：II級

五、環(huán)境條件

項  目

要    求

實際情況

結(jié)論

溫  度

（20±5）℃  Δt≤1℃/h

（15-25）℃

符合規(guī)程要求

濕  度

<75%RH

（30-60）%RH

符合規(guī)程要求

振  動

避免振動

無

符合規(guī)程要求

熱  源

無

無

符合規(guī)程要求

光  照

無直接光照

無

符合規(guī)程要求

六、計量標準的量值溯源和傳遞框圖

上

級

社

會

公

用

計

量

器

具

本

單

位

計

量

器

具

工

作

用

計

量

器

具

七、計量標準的重復(fù)性試驗

計量標準的重復(fù)性通常用觀測值的實驗標準差來表示，要求是S1≤S，其中S1：觀測值的實驗標準差；S：不確定度評定中S值。

a)以1.0 ml的容量瓶為被測對象對計量標準進行重復(fù)性試驗

被測量對象選擇一支1.0 ml的容量瓶，準確度等級為B級，以滿量程點1.0ml為觀測點進行連續(xù)10次測量，測量得的數(shù)據(jù)如下表所示：

                     容量瓶1ml點測量數(shù)據(jù)                                                   ml

通過計算求得＝1.00018 mg

實驗標準差：

            ＝0.10 mg

由于S₁<S  （不確定度評定中 S＝0.11mg）

 所以重復(fù)性符合要求。

b)以2000 ml的容量瓶為被測對象對計量標準進行重復(fù)性試驗

被測量對象選擇一支2000 ml的容量瓶，準確度等級為B級，以滿量程點2000ml為觀測點進行連續(xù)10次測量，測量得的數(shù)據(jù)如下表所示：

            容量瓶2000ml點測量數(shù)據(jù)                                                   ml

通過計算求得＝2000.015g

實驗標準差：

  ＝0.01081g

由于S₁<S  （不確定度評定中 S＝0.01419g）

 所以重復(fù)性符合要求。

八、計量標準的穩(wěn)定性考核

（一）選一支性能穩(wěn)定的1 m1容量瓶，每隔一段時間（4個月），在相同的試驗條件和人員下，用標準器對其進行一組（10次）的測量，取其算術(shù)平均值作為該組的測量結(jié)果，共觀測4次（m≥4）。

顯然：

0.00025ml＜0.0.00035 m1

結(jié)論：經(jīng)考核，本標準穩(wěn)定性符合要求。

（二）選一支性能穩(wěn)定的2000 m1容量瓶，每隔一段時間（4個月），在相同的試驗條件和人員下，用標準器對其進行一組（10次）的測量，取其算術(shù)平均值作為該組的測量結(jié)果，共觀測4次（m≥4）。

顯然：

0.006ml＜0.115 m1

結(jié)論：經(jīng)考核，本標準穩(wěn)定性符合要求。

九、檢定或校準結(jié)果的測量不確定度評定

常用玻璃量器容量測量結(jié)果的不確定度評定

1   概述

1.1 測量依據(jù)：JJG196-2006?常用玻璃量器檢定規(guī)程?

1.2環(huán)境條件：溫度（20±5）℃；溫度波動每1h不大于1℃；

1.3 測量標準

電子天平：0-210g/0.1mg,zui大允許誤差為±0.00005g;

電子天平：0-2000g/0.01g, zui大允許誤差為±0.03g。

1.4 被測對象

容量瓶：測量范圍：(1-2000)ml,容量zui大允許誤差：±（0.010-1.20）ml

1.5 測量過程

常用玻璃量器的測量是通過天平秤出被測量器內(nèi)純水的質(zhì)量值，乘以測量溫度下的修正值，即得到20℃時的實際容量。重復(fù)測量2次，2次測量值的算術(shù)平均值即為被測量器20℃時的實際容量。

1.6 評定結(jié)果的使用

在符合上述條件下的測量，一般直接使用本不確定度的評定結(jié)果。

2  數(shù)學(xué)模型

式中：V——被測量器的實際容量，ml;

m----被測量器內(nèi)純水的質(zhì)量值g;

  k_-----測量溫度下的修正值;

3   輸入量的標準不確定度的評定

    以測量常用玻璃量器容量瓶1 ml和2000 ml為例。

3.1 輸入量m的標準不確定度的評定

由兩個標準不確定度分項構(gòu)成，即電子天平的標準不確定度和被測量器內(nèi)純水質(zhì)量值的測量重復(fù)性引起的標準不確定度。

3.1.1電子天平的標準不確定度的評定

     a)1ml標準玻璃量器采用210g/0. 1 mg電子天平,其標準不確定度可根據(jù)電子天平zui大允許誤差，采用B類方法進行評定。210g/0.1 mg電子天平zui大允許誤差為  ±0.00005g，屬于均勻分布，包含因子k=,所以標準不確定度分項為

                      == 0.00003g

估計 的可靠性約為0.01,則自由度 

    b)2000ml標準玻璃量器采用2000g/0.01 g電子天平,其標準不確定度可根據(jù)電子天平zui大允許誤差，采用B類方法進行評定。2000g/0.01 g電子天平zui大允許誤差為 ±0.03g，屬于均勻分布，包含因子k=,所以標準不確定度分項為

                     ==0.0174g

估計 的可靠性約為0.01,則自由度  

3.1.2 被測量器內(nèi)純水質(zhì)量值的測量重復(fù)性引起的標準不確定分項 的評定

   被測量器內(nèi)純水質(zhì)量值的測量重復(fù)性可以通過連續(xù)測量得到測量列，采用A類方法進行評定。

a)以測量1 m1容量瓶為例,本實驗在水溫19℃時,用210g/0.1 mg電子天平測量被測量器內(nèi)純水質(zhì)量,在相同的條件下,進行重復(fù)測量10次，得到測量列為1.0013、1.0013、1.0009、1.0012、1.0011、1.0013、1.0012、1.0009、1.0010、1.0013 g

平均值為      =1.00114g

單次實驗標準差為： =0.00016g

選取同支1 m1容量瓶，在不同時間，在重復(fù)性條件下連續(xù)測量10次，共得到3組測量列，每組測量列分別按上述方法計算得到單次實驗標準差如表1所示

表1  m組試驗標準差計算結(jié)果

   合成樣本標準差    S_p為

                            g

實際測量情況，在重復(fù)性條件下測量2次，以2次算術(shù)平均值為測量結(jié)果，則可得到

=0.00015g

故自由度ν(m ₂)=3×(10-1)=27

b)以測量2000 m1容量瓶為例,本實驗在水溫19℃時,用2000g/0.01 g電子天平測量被測量器內(nèi)純水質(zhì)量,在相同的條件下,進行重復(fù)測量10次，得到測量列為2000.02、2000.04、2000.04、2000.02、2000.01、2000.03、2000.02、2000.04、2000.00、2000.01 g

平均值為      =2000.023g

單次實驗標準差為： =0.01453g

選取同支2000 m1容量瓶，在不同時間，在重復(fù)性條件下連續(xù)測量10次，共得到3組測量列，每組測量列分別按上述方法計算得到單次實驗標準差如表1所示

                                  表1  m組試驗標準差計算結(jié)果

合成樣本標準差    S_p為

                           g

實際測量情況，在重復(fù)性條件下測量2次，以2次算術(shù)平均值為測量結(jié)果，則可得到

=0.0103g

故自由度        3×(10-1)=27

3.1.3輸入量m的標準不確定度u(m)的計算

    測量1 m1容量瓶時，有

      ==0.00016 g

                ==27

測量2000 m1容量瓶時，有

    ==0.020003 g

              ==76

3.2  輸入量k的標準不確定度 的評定

由兩個標準不確定分項構(gòu)成，即溫度變化引起的標準不確定度 和空氣密度引起的標準不確定度.

3.2.1溫度變化引標準不確定度分項

溫度變化引起標準不確定度分項采用B類方法進行評定。引起溫度變化主要有兩個因素：

1在測量中，采用50℃/0.1℃的水銀溫度計，故溫度計本身存在±0.1℃的誤差。

2由于實驗室溫度分布不均勻，將會造成被測水溫的變化，其變化大小與被測容量的大小有關(guān)。對1 m1會引起±0.1℃的變化，而對2000m1則會引起±0.2℃的變化。

綜合上述兩個因素，合并此兩項誤差，則對1 m1會帶進±0.14℃的誤差，對2000 m1會帶進±0.23℃的誤差，半寬度分別為0.14℃和0.23℃，在此區(qū)間服從均勻分布，包含因子k=,根據(jù)公式：             

當溫度相差0.14℃時，對值會帶進0.000024cm³/g的誤差；而當溫度相差0.23℃時，對值會帶進0.000040cm³/g的誤差，故標準不確定度分項 為

1 m1：           

2000 m1：        

估計和的可靠性約為0.01，則自由度   =50

3.2.2空氣密度變化引起標準不確定度分項

空氣密度變化引起標準不確定度采用B類方法進行評定。

目前測量玻璃量器的計算中，空氣密度采用0.0012g/cm³,而在恒溫室中測得的空氣密度通常為（0.00117-0.00123）g/cm³。由于空氣密度變化對值的影響，根據(jù)公式

得出值。其差值為0.000026cm³/g，屬于均勻分，包含因子k=,故標準不確定度分項為                  

估計和的可靠性約為0.01，則自由度  =50

3.2.3輸入量k的標準不確定度的計算

1 m1：   ==0.000021cm³/g

         =

2000 m1： ==0.000027cm³/g

              =

4   合成標準不確定度的評定

4.1 靈敏系數(shù)

   數(shù)學(xué)模型                

c₁ =         c₂ =

4.2  標準不確定度匯總表

測量1 m1容量瓶，輸入量的標準不確定度匯總表于表2所示

                          表2   標準不確定度匯總表

t=19℃        k=1.002589 cm³/g        m=1.00114g

測量2000 m1容量瓶，輸入量的標準不確定度匯總表于表3所示

                          表3  標準不確定度匯總表

t=19℃        k=1.002589 cm³/g        m=2000.023g

4.3  合成標準不確定度的計算

因m與k彼此獨立不相關(guān)，所以合成標準不確定度可按下式得到  

     測量1 m1容量瓶： 

測量2000 m1容量瓶： 

1. 合成標準不確定度的有效自由度

合成標準不確定度的有效自由度為

測量1 m1容量瓶：    =35 

測量2000 m1容量瓶：    =132  （取=100）

5  擴展不確定度的評定

    取置信概率p=95﹪,按算得有效自由度數(shù)值，查t分布表得到值為

    測量1 m1容量瓶：     

測量2000 m1容量瓶： 

于是擴展不確定度為

測量1 m1容量瓶：2.03×0.00017=0.00035ml

測量2000 m1容量瓶： 1.984×0.0578=0.115ml

1. 測量不確定度的報告

常用玻璃量器容量測量結(jié)果的擴展不確定度為：

1 m1：  0.00035 m1   =35

2000m1：  0.115 m1   =100

十、檢定或校準結(jié)果的驗證

采用傳遞比較法對該套計量標準進行不確定度驗證。

（一）對測量1 m1容量的不確定度驗證

1. 選擇一支B級1 m1的容量瓶，用本標準測量值為Y1=1.0011 m1;
2. 根據(jù)第九項不確定度評定知該點用本標準測得不確定度U=U₉₅=0.00035 m1
3. 將該1 m1的容量瓶送上一級用高一級標準測得Y=1.0009 m1
4. 根據(jù)上級標準對測量點的不確定度U₀=U₉₅=0.00024 m1;
5. 由以上測得的數(shù)據(jù)，得到

    由于 不成立，但兩結(jié)果之差滿足式

    故不確定度符合要求。

（一）對測量2000 m1容量的不確定度驗證

1、選擇一支B級2000 m1的容量瓶，用本標準測量值為Y1=2000.02 m1;

2、根據(jù)第九項不確定度評定知該點用本標準測得不確定度U=U₉₅=0.115 m1

3、將該2000 m1的容量瓶送上一級用高一級標準測得Y=2000.03 m1

4、根據(jù)上級標準對測量點的不確定度U₀=U₉₅=0.098 m1;

5、由以上測得的數(shù)據(jù)，得到

    由于 不成立，但兩結(jié)果之差滿足式

    故不確定度符合要求。

十一、結(jié)論

本套標準裝置對 1 m1常用玻璃量器： 0.00035 m1   =35

2000m1常用玻璃量器： 0.115 m1   =100

符合檢定規(guī)程的要求，可以開展常用玻璃量器的檢定工作。

十二、附加說明

1、JJG196-2006?常用玻璃量器檢定裝置規(guī)程?1份

2、標準裝置及配套設(shè)備檢定證書各1份

3、標準裝置操作程序1份