在线pH计电计pH示值误差测量结果不确定度评定

(天津市计量监督检测科学研究院 天津 300192)



在线pH计电计pH示值误差测量结果不确定度评定

李红亮郭知明孙银合姚尧

(天津市计量监督检测科学研究院天津300192)

随着工业发展和技术更新越来越多的在线仪器需要校准检定，特别是在线pH计，本文主要根据JJF 1547-2015《在线pH计校准规范》讨论了在pH计关于电计pH示值误差不确定度的评定，对于校准在线pH计有着重要指导意义。

在线pH计；电计pH值；示值误差；不确定度评定

在线pH计是在线测量仪器中常见的一种分析测量仪器，广泛应用于医药化工、食品、石油化工、污水处理、环境监测、城市供水等关系经济和生活行业中，具有实时连续性监测。本文主要对在线pH计电计pH示值误差进行不确定度评定和分析。

一、测量方法：按照JJF 1547-2015《在线pH计校准规范》关于电计pH示值误差的校准方法。

校准用计量标准器：PHC-1酸度检定仪，0.0006级

环境条件：温度23.5℃，湿度45%RH

计量对象：0.01级和0.1级两台在线pH计

二、测量方法：按照JJF 1547-2015《在线pH计校准规范》中7.2条款，把酸度检定仪接好在线pH计，仪器温度补偿调至25℃，校准好仪器，然后用酸度检定仪向电计输入pH信号值，计算标准值和测量值的差值，即为电计pH示值误差。

三、数学模型建立

电计pH示值误差服从以下公式

ΔpH示值

(式1)

其中：ΔpH示值为电计示值误差

pH为被校准电计示值

pHs为输入的标准值

其不确定度的计算公式可以从(1)中导出。

(式2)

由于∂d/∂pH=1 ∂d/∂pHs=-1

(式3)

1.不确定度来源分析

(1)示值测量引入的不确定度；(2)标准器引入的不确定度；(3)仪器分辨力引入的不确定度。

2.各分量的标准不确定度的评定

(1)A类不确定度电计pH示值测量的标准不确定度u(pH)

计算电计示值测量的标准不确定度u(pH)，要求给出标准偏差，可以考虑从测量时得到的数据的分散性，用A类评定的方法可按贝塞尔公式计算：

用酸度检定仪对两台仪器输入10.00pH点测量6次结果如下表1所示。

表1 示值测量结果

(2)B类不确定度标准器的不确定度u(pHs)

(3)仪器分辨力也会对测量结果产生影响，分辨力产生的不确定度即最小分辨率的误差u(pH量)，则以上的式(3)可以改为以下公式：

(式4)

0.01级在线pH计，其最小分辨率为0.01pH，不确定度为：

0.1级在线pH计，其最小分辨率为0.1pH，不确定度为：

(4)合成标准不确定度

把以上计算得到的分量不确定度值代入公式(4)中，合成标准不确定度，具体结果见表2。

表2 合成标准不确定度

(5)合成扩展不确定度

取包含因子k=2，则扩展不确定度为：

0.01级U=ku(ΔpH示值)=2×0.005pH=0.01pH

0.1级U=ku(ΔpH示值)=2×0.04pH=0.10pH