工作金属量器容量测量不确定度评估

● 大同市质量技术监督检验测试所 付珽



工作金属量器容量测量不确定度评估

● 大同市质量技术监督检验测试所 付珽

摘 要：工作金属量器是用于计量液体的计量器具，在测量金属量器过程中，影响体积的因素很多。本文依据JJG 259—2005《标准金属量器检定规程》，采用容量比较法检定工作金属量器，详细分析了影响金属量器准确度的不确定度来源，给出了不确定度的评定过程与报告。

关键词：标准金属量器 不确定度 数学模型

概述

1.测量依据

JJG 259-2005《标准金属量器检定规程》

2.测量标准

二等标准金属量器组，测量范围为（1～5000）L，二等量器有1 L、2 L、5 L、10 L、20 L、50 L、100 L、200 L、500 L、1000 L，见表1。

表1　标准器和主要配套设备

3. 被测对象

2000 L、5000 L、2000 L以下的规格用一等量器组检。

4 .测量方法

以水为检定介质，将二等标准金属量器的水（比例最大1∶5）注入被检量器，读取对应的液位高h。用二等金属量器的分度容量f，考虑温度对容量的影响，将被检量器的容量值换算到VB下对应的高度。

5 .校准参数

容量。本次分析以2000 L为例。

数学模型

依据规程，考虑温度对容量的影响，则被检量器在刻度h，20 ℃时容积值为：

不确定度传播率

由于各分量互不相关，可得合成方差为：

式中：

其中：

（1）按规程规定，三等量器计量颈分度容量不大于其标称容量的，即

标准不确定度评定

被测容量值的测量不确定度来源主要由以下影响量引起：被检量器液位高度差引入的不确定度分量；计量颈液位高度差引入的不确定度分量；计量颈容量引入的不确定度分量；标准金属量器引入的不确定度分量；标准金属量器体膨胀系数引入的不确定度分量；被校金属量器体膨胀系数引入的不确定度分量；水的体膨胀系数引入的不确定度分量；

（1）被检量器液位高度经过6次测量，最大值与最小值之差为2.00 mm，则由极差法给出重复性的不确定度为：

（1）计量颈6次测量最大与最小之差为0.50 mm，则由重复性给出的不确定度为：

100 L的量器计量颈分度值用1 L的二等标准金属量器检定，其最大允许误差为，均匀分布，则

因此：

表2　标准不确定度分量一览表

因此：

合成标准不确定度

1.标准不确定度分量一览表（表2）

从以上计算过程中可得：

表3　金属量器测量不确定度

2.扩展不确定度

对使用一等金属量器标准装置校准二等金属量器的测量不确定度评估

1.可开展的工作金属量器共有1 L、2 L、5 L、10 L、20 L、50 L、100 L、200 L，500 L、1000 L、2000 L、5000 L等12个规格，逐一分析其测量不确定度，见表3：

2. 三等金属量器标准装置的测量范围为（1～5000）L，从上述分析中可看出重复性取最佳几乎一样，只有是可变的，校准小于100 L的量器时，使用的是二等容量瓶，最大允许误差为，但这个分量太小，对合成标准不确定度没有贡献，因此对该套装置测量范围内的全部校准点测量不确定度评估如下：

测量范围为（1～5000）L的三等金属量器标准装置的合成标准不确定度为：

校准和测量能力（CMC）

使用二等金属量器标准装置可校准的最佳对象为三等标准金属量器，因此该项目的CMC为：（1～5000）L，