硬质金属容器容量示值误差和气密性测量不确定度评定
2023-12-29刘宁龚乐张勇
刘宁 龚乐 张勇
1. 汉中市质量技术监督检验检测中心 陕西 汉中 723000；2. 商洛市计量测试所 陕西 商洛 723600
1 概述
1.1 测量依据
JJF（陕）067-2021《硬质金属容器》。
1.2 环境条件
温度（20±5）℃，室温变化不超过 1℃/h；水温与室温之差小于2℃。
1.3 测量标准见表1
表1 测量标准
1.4 被测对象
硬质金属容器，规格为100mL、500mL两种。
2 容量误差示值评定
2.1 测量方法
K(t)为纯水温度为t时所对应的修正系数，cm3/g，由公式（1）求出被校硬质金属容器在20℃时的容量。
2.2 数学模型
2.3 方差和传播系数
2.4.1 输入量的标准不确定度评定。标准不确定度的来源主要有两个方面：由被测金属容器中纯水的表观质量m引入的不确定度和测量温度下的修正值引入的不确定度
2.4.4 被测金属容器内纯水质量值的测量重复性引入的标准不确定度被测金属容器内纯水质量值的测量重复性引入的标准不确定度可以通过连续测量得到的测量列，采用A类评定方法进行评定。
（1）以测量100 mL硬质金属容器为例，本实验在水温19.7℃时，用3000g /0.01 g电子天平测量被测金属容器内纯水质量值，连续测量6次，得到测量列为（单位：g）100.01，100.02，100.01，100.03，100.01，100.02。
平均值为：
单次实验标准差为：
在实际测量中，测量结果是2次测量结果的平均值，则100mL硬质金属容器的标准不确定度分量为：
（2）以测量500mL硬质金属容器为例，本实验在水温19.7℃时，用3000g/0.01g电子天平测量被测金属容器内纯水质量值，连续测量6次，得到测量列为（单位：g）499.39，499.36，499.37，499.40，499.41，499.38。
平均值为：
单次实验标准差为：
在实际测量中，测量结果是2次测量结果的平均值，则500mL硬质金属容器的标准不确定度分量为：
测量500 mL 硬质金属容器时，有：
2.5 输入量的标准不确定度的评定
2.6 标准不确定度分量汇总
通过对上述不确定度分量计算，分别对100mL硬质金属容器和500 mL硬质金属容器的标准不确定度分量进行汇总，见表2和表3。
表2 100mL硬质金属容器标准不确定度分量
表3 500mL硬质金属容器标准不确定度分量
2.7 合成标准不确定度
2.8 扩展不确定U
取包含因子k=2，则
2.9 测量不确定度的报告与表示
硬质金属容器容量示值误差的扩展不确定度为：
100mL：U=0.2mL，k=2；
500mL：U=0.6mL，k=2
3 气密性测量不确定度评定示例
3.1 测量标准见表4
表4 测量标准
3.2 被测对象
硬质金属容器，规格为100mL、500mL两种。以500mL硬质金属容器为例，100mL硬质金属容器可参照本办法评定。
3.3 测量方法
用胶管把硬质金属容器与压力标准器连接起来，用压力标准器对硬质金属容器加压至40kPa，稳压1min后开始记录压力，过5min后再记录压力，以前后两个压力之差除以5min得到气密性值[3]。
3.4 数学模型
式中：
P1— 被测硬质金属容器稳压1min后的压力示值，kPa；
P2— 被测硬质金属容器过5min后的压力示值，kPa；
t— 被测硬质金属容器气密性测试时间，min。
式中：
P— 被测硬质金属容器的5min前后压力差值kPa。
3.5 方差和灵敏系数
式中灵敏系数为：
3.6 硬质金属容器气密性测量的标准不确定度评定
标准不确定度的来源主要有两个方面：被测硬质金属容器压力差测量重复性引入的标准不确定度和压力标准器最大允许误差引入标准不确定度压力标准器分辨力引入的标准不确定度远小于测量重复性引入的标准不确定度，可忽略。
3.6.1 被测硬质金属容器的压力差测量重复性引入的标准不确定度用A类标准不确定度评定。用胶管把硬质金属容器与压力标准器连接起来，用压力标准器对硬质金属容器加压至40kPa，按照上述测量方法，重复测量10次压力差。读数值分别为：0.225，0.210，0.200，0.240，0.215，0.205，0.240，0.220，0.250，0.235（kPa）。
则平均值为
用贝塞尔公式计算单次实验标准偏差，则：
3.7 合成标准不确定度
3.8 扩展不确定U
取包含因子k=2，则硬质金属容器气密性测量扩展不确定度为：
3.9 测量不确定度的报告与表示
硬质金属容器气密性测量扩展不确定度为：
U= 0.1 kPa/min k=2。
4 结束语
本文指出了硬质金属容器的容量示值误差和气密性测量结果不确定度评定实例，有利于各计量检定机构进行该项目的校准。
