卡尔费休库仑法微量水分测定仪检定装置技术报告

计量标准技术报告

计量标准名称 卡尔费休库仑法微量水分测定仪检定装置

计量标准负责人 建标单位名称 填 写 日 期

目 录

一、建立计量标准的目的………………………………………………………………… (3) 二、计量标准的工作原理及其组成………………………………………………………(3) 三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………………………(4) 四、计量标准的主要技术指标……………………………………………………………(5) 五、环境条件………………………………………………………………………………(5) 六、计量标准的量值溯源和传递框图……………………………………………………(6) 七、计量标准的稳定性考核………………………………………………………………(7) 八、检定或校准结果的重复性试验…………………………………………………………… (8) 九、检定或校准结果的不确定度评定………………………………………………(9) 十、检定或校准结果的验证………………………………………………………………(11) 十一、结论…………………………………………………………………………………(12) 十二、附加说明……………………………………………………………………………(12)

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一、建立计量标准的目的 目前各类化工、医药、食品等行业在用的卡尔·费休库仑法微量水分测定仪的数量在大幅度增加，为了保证我市各行业在用的卡尔·费休库仑法微量水分测定仪的示值准确、可靠，目前检定人员、环境条件、管理制度等各方面已经成熟，特建立本标准。 二、计量标准的工作原理及其组成 本装置选用符合JJG1044-2008规程要求的水甲醇标准物质作为标准，按规程要求与被检水分仪的示值进行比对，得出被检仪器的示值误差。

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三、计量标准器及主要配套设备 不确定度或准名 称 型 号 测量范围 确度等级或最大允许误差 制造厂及 出厂编号 检定周期或复校间隔 检定或 校准机构 计量标准器液体水分标准物质 液体水分标准物质 液体水分标准物质 GBW13512 1.003×10-2 0.013×10-2 k=2 主要配套设备 绝缘电阻表 ZC25B-3 GBW13513 0.100×10-2 0.0031×10-2 k=2 0.0012×10-2 k=2 GBW13514 0.0113×10 -2 电子秒表 DM1-010 （0～3600）s 0.01s 微量进样器 10 μL 10μL 合格 微量进样器 100 μL 100μL 合格 耐压试验仪 9633 （0～5）kV 5级 (0～500)MΩ 210g 10.0级 电子天平 DVC215CD 0.01mg 泄露电流测试仪 9625H (0.05-20)mA 5级 干湿温度计 272 / 合格 4

四、计量标准的主要技术指标 1、测量范围：(10～5000）μg 2、不确定度或准确度等级或最大允许误差：Urel=3%，k=2 五、环境条件 序号 项 目 要 求 实际情况 结 论 1 温 度 （10～30）℃ （20±2）℃ 合格 2 湿 度 ≤80％RH (220±22)V (50±0.5)Hz 无易燃、易爆和腐蚀（40±10）％RH (220±4)V (50±0.3)Hz 合格 3 电源电压 合格 4 干扰因素 性的气体，无强烈机械振动和电磁干扰 无 合格 5 6 7

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六、计量标准的量值溯源和传递框图 上一级计量 器具 本级计量 器具 下一级计量器具 计量基（标）准名称：液体水分标准物质 不确定度或准确度等级或最大允许误差： GBW13512 0.013×10-2 k=2 GBW13513 0.0031×10-2 k=2 GBW13514 0.0012×10-2 k=2 保存机构：院 直接测量法 计量标准名称： 卡尔费休库仑法微量水分测定仪检定装置 测量范围： (10～5000）μg 不确定度或准确度等级或最大允许误差： Urel=3%，k=2 比较测量法 计量器具名称：微量水分测定仪 测量范围：0.1μg～200mg 不确定度或准确度等级或最大允许误差： ±（5%检定点+3）μg

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七、计量标准的稳定性考核 该标准物质量值的稳定性已经由国家认可和授权的标准物质研发机构，在标准物质定值时用最高准确度的分析方法进行了考查。由于标准物质是一次性使用材料，需定期向国家认可的生产单位购买，其有效期内含量值的由标准物质研发机构保证。按照规定的方法保存和使用，标准物质的稳定性不再需要考核。 7

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八、检定或校准结果的重复性试验 选取一台型号为HGSC2000，分辨力为0.1μg的卡尔·费休库仑法微量水分测定仪,选取100μg的水甲醇标准物质，作连续10次测量, 同时从被检设备上读取10次示值, 记为tO1,tO2,…t10,列表如下： 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 测量值xi 105.4 101.8 102.5 105.6 104.3 104.4 107.2 104.1 102.7 105.3 104.3 nxx ixx 2i1.1 -2.5 -1.8 1.3 0 0.1 2.9 -0.2 -1.6 0 1.21 6.25 3.24 1.69 0 0.01 8.41 0.04 2.56 0 x 根据公式RSD= 1x(xi1nx)2100%,计算得RSD = 1.58 % n1 9

九、检定或校准结果的不确定度评定 10

一、概述 1.测量依据：JJG1044-2008《卡尔·费休库仑法微量水分测定仪》检定规程。 2.环境条件：温度:10℃～30℃；湿度:≤80%RH 3.测量标准 水-甲醇标准物质，含量:1%。测量范围:( 0～5000)μg，相对扩展不确定度:1.3%，k=2。(标准物质证书所示) 4.被测对象：型号为HGSC2000，分辨力为0.1μg，分析检定点为100μg的微量水分测定仪。 二、数学模型 ΔM=Mc-M 式中:ΔM——微量水分测定仪示值误差；Mc——微量水分测定仪示值；M——微量水分的质量。 三、输入量的标准不确定度评定 1.输入量Mc的标准不确定度u(Mc)的评定 输入量Mc的不确定度主要来源于测定仪的不重复性。重复性条件下，示值的分散性既取决于仪器结构和原理上的随机效应的影响，也取决于分辨力。而同一效应导致的不确定度已作为一个分量进入合成不确定度时，它不应再包含在另外的分量中。因而在日常评定中可能会出现对分辨力导致的不确定度分量重复计算的情况，因为在按贝塞尔方法进行的重复观测中的每一个示值，都无一例外地已受到分辨力影响导致测量值的分散，从而在重复性计算中已包含了分辨力效应导致的结果，而不必再将它们进行合成。有些仪器分辨力很差，以致分辨不出示值的变化，在实验中会出现重复性很小，即重复性的值小于分辨力导致的测量不确定度值。特别是用非常稳定的信号源测量数字显示式测量仪器，在多次对同一量的测量中，示值不变或个别的变化很小，反而不如分辨力导致的测量不确定度值大，在这一情况下，应考虑分辨力导致的测量不确定度分量，即在重复性的值与分辨力导致的测量不确定度值中，取其中一个较大者，而不能同时纳入。 而在微量水分测定仪检定中，所使用的主标准器为标准物质，其重复性远小于分辨力导致的测量不确定度值，而对于同一稳定的被测仪器其测量列理论上应为同一值，故其标准偏差为0(若考虑标准物质均匀性等其他因素的影响，其标准偏差趋近于0)，所以微量水分测定仪读数的分辨力所引起的不确定度ua应另作分析。 (1)主标准器为标准物质，故测量列理论应为同一值(若考虑其他因素的影响)， 即MciMci 次数 1 2 101.8 3 102.5 4 105.6 5 104.3 6 104.4 7 107.2 8 104.1 9 102.7 10 105.3 测量值 105.4 （μg） 相对标准偏差s为 s(xi1nix)(n1)s10=0.50% 1= 1.58 % x u1即其A类不确定度为uA(Mc)=0.5% (2)微量水分测定仪读数的分辨力为0.1μg导致的示值误差区间半宽为a=0.1μg/2=0.05μg，按矩形分布处理，采用B类方法进行评定，则微量水分测定仪读数的分辨力所引起的不确定度为uci=0.05ug/3=0.029ug

11 仪表分辨力引起的相对不确定度为ur10=ua/10μg=0.029μg/10μg=0.29% (3)输入量Mc的标准不确定度u(Mc)为 222（uMc）=u2+u=00.29%=0.29% ciA2.输入量M的标准不确定度u(M)的评定 (1)标准物质带来的不确定度u1采用B类方法进行评定 标准物质证书上标注相对扩展不确定度为1.3%，k=2，则标准物质带来的相对不确定度为 u1=1.3%/2=0.65% (2)天平称量标准物质质量引起的不确定度u2采用B类方法进行评定 选用分析天平最小分辨力为0.01mg，进样质量为1.0mg，则其相对误差为0.01mg/1.0mg=1%，按矩形分布处理，则天平称量质量引起的相对不确定度为 u2=1%/3=0.58% (3)因为u1与u2为两个彼此独立不相关的量，则输入量M的标准不确定度为 22（uM)=u1+u2=0.65%20.58%2=0.87% 四、合成标准不确定度的评定 1.灵敏系数 数学模型:ΔM=Mc-M 灵敏系数c1=MM=1；c2==1 McM2.合成标准不确定度的计算 输入量Mc和M彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到: 2u（cM)=[MMu(Mc)]2[u(M)]2 McMuc(ΔM)u2(Mc)u2(M)0.29%20.87%20.50%2=1.09% 五、相对扩展不确定度的评定 按正态分布，取置信因子k=2，则卡尔·费休库仑法微量水分测定仪测量结果的相对扩展不确定度为 Urel=k·uc(ΔM)=2×0.1.09%=3% 六、测量不确定度的报告 卡尔·费休库仑法微量水分测定仪测量结果的相对扩展不确定度为 Urel = 3%，k=2 十、检定或校准结果的验证

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选取一台卡尔·费休库仑法微量水分测定仪，送上级计量检定机构检定,然后用本装置在标准环境下检定，结果如下： 检定点 （μg） 10.0 100.0 1000.0 上级检定结果（μg） 10.1 100.8 1002.4 示值误差相对不确定度分别为ylab=0.2%，yref=0.2%，依据传递比较法，22ylabyrefUlabUref，（Ulab=3.0%，Uref=2.0%），该校准装置的测量不确定度得到验证。 本装置检定结果 （μg） 10.2 100.6 1002.2 比对结果差值（μg） 0.1 0.2 0.2

十一、结论

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该标准装置的测量范围为(10～5000)μg ，扩展不确定度为U=3%, k=2，计量标准的重复性试验符合要求，计量标准的稳定性考核合格，检定或校准结果的验证合格，符合《JJG1044-2008 卡尔·费休库仑法微量水分测定仪》的要求，可开展测量范围为(10～5000)μg，最大允许误差为:±（5%检定点+3）μg的卡尔·费休库仑法微量水分测定仪的检定/校准工作。 十二、附加说明 《JJG1044-2008卡尔·费休库仑法微量水分测定仪》

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