渗透压摩尔浓度测定仪示值误差测量结果的不确定度评定

张贾晓彧 张庆

开封市质量技术监督检验测试中心 河南 开封 475000

引言

测量依据：JJG1089-2013《渗透压摩尔浓度测定仪检定规程》

测量标准：

表1 计量标准器

测量条件：环境温度15℃～30℃，检定过程中温度波动不大于2℃，相对湿度：30%～80%。

测量对象：渗透压摩尔浓度测定仪。

测量方法：首先，仪器按说明书预热、制冷系统预冷，完成标定。用移液器取适量待测标准物质，然后分别测量标称浓度值为100,200,300,400,500,600,700 mOsmol·kg-1的标准物质。每点重复三次，分别计算各点算术平均值。按照规程要求计算被检仪器的示值误差值[1]。

不确定度评定按照小于等于以400 mOsmol·kg-1浓度为例评定不确定度和大于以400 mOsmol·kg-1浓度为例评定不确定度。

1 测量模型（＜400 mOsmol·kg-1）

式中：Δξ——浓度示值误差，mOsmol·kg-1

——测量浓度值，mOsmol·kg-1

ξs——标准溶液浓度值，mOsmol·kg-1

2 方差及灵敏系数

3 不确定度的分析及评定

从数学模型可以看出，示值误差的不确定度来源主要有两个方面：测量结果引入的不确定度和标准值引入的不确定度

3.1 测量结果引入的不确定度

输入量ξ的不确定度主要是测量重复性，可以通过连续测量得到的测量列，采用A类方法进行评定。

选用浓度为399.6mOsmol·kg-1渗透压摩尔浓度标准物质（氯化钠溶液）对仪器连续测量10次，得到一组测量值分别为401.4，402.3，401.7，400.8，397.8，398.3，402.6，404.1，405.3 ，402.8 mOsmol·kg-1。

实际测量情况，在重复性条件下连续测量3次，以3次测量算术平均值为测量结果，则得到mOsmol·kg-1。

注：仪器的分辨力为0.1 mOsmol·kg-1或0.01 mOsmol·kg-1，由分辨力引入的不确定度分别为=0.03 mOsmol·kg-1和0.003 mOsmol·kg-1，小于重复性引入不确定度。因此，由仪器分辨力引入的不确定度不计入不确定度评定中。

3.2 标准值ξ s引入的不确定度

输入量ξs的标准不确定度引入的不确定度主要来源是标准物质的不确定度，因此，采用B类方法进行评定。

以浓度399.6 mOsmol·kg-1为例评定不确定度

浓度为399.6mOsmol·kg-1标准物质引入的不确定度

由标准物质证书给出：U=1.9 mOsmol·kg-1k=2，则不确定度为：u1==0.95 mOsmol·kg-1

4 合成标准不确定度

表2 主要标准不确定度汇总表

合成标准不确定度计算。

以上各标准不确定度分量是互不相关，所以合成标准不确定度为：

5 扩展不确定度计算

浓度为399.6mOsmol·kg-1时，3.3=UmOsmol·kg-1，2=k

浓度＞400 mOsmol·kg-1测量结果的不确定度评定

6 测量模型

式中：Δξrel—示值误差，单位为%，—连续测定3次的平均值，单位为mOsmol·kg-1，

ξs—标准浓度值，单位为mOsmol·kg-1。

7 方差及灵敏系数

8 不确定度的分析及评定

从数学模型可以看出，示值误差的不确定度来源主要有两个方面：浓度测量结果引入的不确定度和标准值引入的不确定度

8.1 测量结果的标准不确定度评定

测量结果的标准不确定度来源主要是测定仪的重复性。

测量重复性引起的标准不确定度 u(ξ)的评定，其采用A类方法评定。用标称浓度为700.7mOsmol·kg-1渗透压摩尔浓度标准物质（氯化钠溶液）在重复条件下，对同一台渗透压摩尔浓度测定仪连续测量10次。测量值分别为702.4、704.8、695.6、692.4、701.8、710.4、689.2。708.8。692.4。705.3mOsmol·kg-1。

10次测量的平均值=701.2 mOsmol·kg-1

单次实验标准偏差：s=6.405 mOsmol·kg-1

实际情况下，在重复性条件下测量3次，取3次的算数平均值为测量结果，则该结果的标准不确定度为：

注：仪器的分辨力为0.1 mOsmol·kg-1或0.01 mOsmol·kg-1，由分辨力引入的不确定度分别为=0.03 mOsmol·kg-1和0.003 mOsmol·kg-1，小于重复性引入不确定度。因此，由仪器分辨力引入的不确定度不计入不确定度评定中[2]。

8.2 输入量ξs的标准不确定度u(ξs)的评定

输入量ξs的标准不确定度u(ξs)引入的不确定度主要是标准物质所引起的不确定度，标称浓度为700.7 mOsmol·kg-1渗透压摩尔浓度标准物质（氯化钠溶液）引入的不确定度u(ξs)，由标准物质证书给出：U=3.2 mOsmol·kg-1k=2，则不确定度为：

8.3 灵敏度系数

9 各不确定度分量汇总表及计算表

表3 各不确定度分量汇总表及计算表

10 合成标准不确定度

11 扩展标准不确定度

取包含因子k=2，

浓度为700.7mOsmol·kg-1时，Urel=1.2%，k=2。

12 对使用渗透压摩尔浓度标准物质（氯化钠溶液）校准的渗透压摩尔浓度测定仪的测量不确定度评估

根据渗透压摩尔浓度测定仪检定规程JJG1089-2013的规定，常规校准结果有标称浓度值为100,200,400,500,600,700 mOsmol·kg-1标准物质示值误差的测量不确定度见下表：

表4 标准物质示值误差的测量不确定度

续表

13 申请认可的校准和测量能力（CMC）

通过上述的分析评估可知，渗透压摩尔浓度测定仪校准和测量能力(CMC)如下表。

?