计量标准技术报告(电导率仪)

计量标准技术报告
计量标准名称电导率仪检定装置
计量标准负责人苗润苏
建标单位名称某市质量技术监督检验测试中心填写日期2013年11月24日
目录
一、建立计量标准的目的（）
二、计量标准的工作原理及其组成（）
三、计量标准器及主要配套设备（）
四、计量标准的主要技术指标（）
五、环境条件（）
六、计量标准的量值溯源和传递图（）
七、计量标准的重复性试验（）
八、计量标准的稳定性考核（）
九、检定或校准结果的测量不确定度评定（）
十、检定或校准结果的验证（）
十一、结论（）
十二、附加说明（）
1 测量方法（依据 JJG376—2007《电导率仪检定规程》）
电导率仪检定/校准是采用比较测量法，将电导率仪常数调节器置于电导池常数的相应位置，对电导率仪相应量程选用标准交流电阻箱进行电子单元引用误差检定/校准；然后，选用GBW （E ）130107和 GBW （E ）130108电导率标准溶液对电导率仪进行仪器引用误差检定/校准。

检定/校准时，用被测电导率仪直接测量标准电导（或将电导率标准溶液放入恒温在20℃的恒温槽内，用被测电导率仪直接测量电导率），重复测量3次，3次测量值的算术平均值与相应电导（率）标准值的差即为仪器的电子单元检定示值误差（或仪器检定示值误差），该值再除以该测量挡的满量程值为仪器的引用误差。

现以0.5级电导率仪200μS/cm 量程档的电子单元检定/校准及2000μS/cm 量程档和200μS/cm 量程档的配套检定/校准作典型分析。

2 数学模型
ΔK=K - K 标
式中： K ∆——电导率仪的示值误差；
K ——电导率仪示值的算术平均值；
标
K ——标准电导值。

3 方差和传播系数
依方程：
()()()
∑=∂∂=∆n
i i i c
x u x f u 1
22
2
/
得：
()()()
()()标标K u K c K u K c K u c 2
2222+=∆ 式中：u(K )－电导率示值的算术平均值的不确定度分量； u(
标
K )－标准电导率值的不确定度分量。

传播系数：()
1=∂∆∂=K K K c ()1-=∂∆∂=标标
K K K c
则有方差：()
()标K u K u K u c
2
22)(+=∆ 4 各分量标准不确定度计算
4A 电子单元引用误差的分量标准不确定度计算
4A.1电导率示值的不确定度分量()
1K u
电导率仪示值的不确定度来源主要是电导率仪的测量重复性，可以通过连续测量得到测量值，采用A 类评定方法进行评定。

对1台电导率仪100μS/cm 点用标准交流电阻箱连续测量10次, 得到以下测量值(设J=1.00(0) cm -1，单位为μS)：100.4、100.4、100.4、100.4、100.4、100.6、100.6、100.5、100.5、100.5, 该测量挡的满量程为200μS ，即可得到电计的引用误差分别为:+0.20%、+0.20%、+0.20%、+0.20%、+0.20%、+0.30%、+0.30%、+0.25%、+0.25%、+0.25%。

单次实验标准差
)
1()(2
1
1--∑=
=n x x s i n
i =0.041%,
实际测量时是取3次的平均值, 则：
()
%
024.03
%
041.03
11==
=
s K u
4A.2 标准交流电阻箱准确度的不确定度分量
()
1标K u
根据检定证书，标准交流电阻箱符合0.05级，即：其给出的标准电导值的误差在0.05%的X 围内,取矩形分布k =3，估计该分量的相对不确定度为10%，故：
()
1标K u =
3
%
05.0= 0.029%
4B 仪器引用误差检定的分量标准不确定度计算
4B.1 电导率示值的不确定度分量()
2K u
4B.1.1 电导率仪测量重复性的不确定度分量()
21K u
根据检定规程对一台数字电导率仪，在2000μS/cm 档及200μS/cm 档分别用GBW （E ）130107（20℃时定值为1274μS/cm ），GBW （E ）130108（20℃时定值为133.0μS/cm ）两种电导率标准溶液，在相同条件下连续测量10次，得到2000μS/cm 档以下测量列：1274、1275、1274、1273、1273、1274、1274、1275、1274、1274μS/cm 及200μS/cm 档测量列：133.0、133.0、133.1、133.0、133.1、133.0、133.2、133.2、133.0、133.1μS/cm ，可得到:
a 、（2000μS/cm 档）单次实验标准差：s=0.667μS/cm 。

由于实际测量情况，以该3次测量的算术平均值为测量结果，其中s(K )=s/3=0.38μS/cm ，则可以得到：
()()%
019.0%1002000
38.0%100200021=⨯=⨯=
K s K u ，
b 、（200μS/cm 档）单次实验标准差：s= 0.0823μS/cm, 由于实际测量情况，以该3次测量的算术平均值为测量结果，其中s(K )=s/3=0.048μS/cm ，则可以得到：
()()%024.0%100200
048.0%100200
21=⨯=⨯=
K s K u ，
4B.1.2 合成不确定度分量()
2K u a 、2000μS/cm 挡时，
()()()
2222122K u K u K u +=22%)014.0(%)019.0(+==0.024%
b 、2000μS/cm 挡时，
()()()
2222122K u K u K u +=22%)014.0(%)024.0(+==0.028%
4B.2 标准物质不确定度的不确定度分量
()
2标K u
标准物质不确定度主要来源于标准溶液20℃时标准电导率值的定值不确定度及恒温槽
误差带来的不确定度，均可以采用B 类评定。

4B.2.1 标准物质定值的不确定度分量
()
21标K u
()
21标K u 可以根据定值证书给出的定值不确定度来评定，标准物质证书给出20℃时电
导率标准值的相对扩展不确定为0.25%，属于正态分布，置信概率95%，包含因子96.1=k ，
由
()k a
K u =
21标可以得出，估计该分量的相对不确定度为10%，则：
a 、2000μS/cm 挡时，
()=
⨯⨯=
96.12000%
25.0127421标K u 0.081%，
b 、200μS/cm 挡时，
()=
⨯⨯=
96.1200%
25.00.13321标K u 0.085%，
4B.2.2 恒温槽控温误差的不确定度分量
()
22标K u
由于GBW （E ）130107电导率标准溶液的温度系数约为2%/℃，而所使用的恒温槽控温误差为±0.1℃，为极限误差，取k=3，估计该分量的相对不确定度为10%，则：
a 、2000μS/cm 挡时，
()=
⨯⨯⨯=
3200005
.0%2127422标K u 0.021%
b 、200μS/cm 挡时，
()=
⨯⨯⨯=
320005
.0%20.13322标K u 0.022%,
4B.2.3 合成不确定度分量()
2标K u
a 、2000μS/cm 挡时，
()()()2222122标标标K u K u K u +=2
2%)021.0(%)081.0(+==0.084%
b 、200μS/cm 挡时，
()()()2222122标标标K u K u K u +=2
2%)022.0(%)085.0(+==0.088%
5 标准不确定度一览表
5A 电子单元引用误差检定/校准标准不确定度一览
5B. 仪器引用误差检定/校准标准不确定度一览
6 合成标准不确定度及有效自由度
6A 电子单元引用误差检定/校准的合成标准不确定度及有效自由度
)
()()(1212标K u K u K u A c +=∆
=
22%)029.0(%)024.0(+= 0.038%
6B 仪器引用误差检定/校准的合成标准不确定度及有效自由度 a 、2000μS/cm 挡时：
)
()()(2222标K u K u K u B c +=∆=
22%)084.0(%)024.0(+= 0.087%
b 、200μS/cm 挡时：
)
()()(2222标K u K u K u B c +=∆=
22%)088.0(%)028.0(+= 0.092%
7 扩展不确定度
7A 电子单元引用误差检定/校准的扩展不确定度：
U 95＝K ×
)
(A c K u ∆=2×0.038% = 0.08%
7B 仪器引用误差检定/校准的扩展不确定度：
a 、2000μS/cm 档：U 95＝K ×)(B c K u ∆=2.00×0.087%= 0.17%
b 、200μS/cm 档：U 95＝K ×
)
(B c K u ∆=2.00×0.092%= 0.18%
8 报告测量结果扩展不确定度
电子单元引用误差检定时扩展不确定度：U ＝0.08%FS (k=2)； 仪器引用误差检定时扩展不确定度: U ＝0.18% FS (k=2)。