工作玻璃浮计测量不确定度的评定

【摘 要】本文分析了工作玻璃浮计的测量不确定度，给出了评定方法和步骤。

【关键词】浮计；修正值；不确定度

1.测量方法

依据JJG 42-2001《工作玻璃浮计检定规程》，浮计检定采用直接比较法，就是把标准浮计和工作浮计同时浸入同一检定液中，直接比较它们的标尺示值，从而得到被检工作浮计的修正值。

以下分析用二等标准密度计检定工作密度计示值修正值的不确定度评定（以测量点1000.0 kg/m3为例进行分析）。

2.不确定度的数学模型

式中，-----被检玻璃浮计修正值，kg/m3；

-----标准玻璃浮计修正后示值，kg/m3；

-----被检玻璃浮计示值，kg/m3；

3．灵敏系数

4.测量不确定度的来源

4.1标准玻璃浮计示值的标准不确定度u标；

4.2被检玻璃浮计示值的标准不确定度由下列分项构成：

（1）被检玻璃浮计读数的不确定度u被1；

（2）液体毛细常数引入的不确定度u被2；

（3）温度影响的不确定度u被3；

（4）被检玻璃浮计倾斜倾斜影响的不确定度u被4。

5. 各个不确定度分量的评定

5.1标准玻璃浮计示值的标准不确定度u标的计算

根据工作玻璃浮计检定规程规定二等标准密度计的扩展不确定度为15×10-2 kg/m3，按正态分布估计，置信概率为95%时，k=1.96，

5.2被检玻璃浮计示值的标准不确定度u被的计算

（1）被检玻璃浮计读数引入的不确定度u被1，以目视估读方式读取浮计示值，它包含估读的以及浮计分度线宽度造成的不确定度等。以1/5分度作为估计，（分度值为1.0 kg/m3），按均匀分布估计，

k=

（2）液体毛细常数引入的不确定度u被2，液体毛细常数决定于液体本身的特性，它与液体的表面张力有关。由于液体本身的清洁程度会影响表面张力，且这种变化对毛细常数大的液体更显著。实验表明这项误差对浮计示值的影响估计为0.1个分度值（分度值为1.0 kg/m3）。按均匀分布估计，

k=

（3）温度影响的不确定度u被3，由于浮计检定是在同一种检定液中直接比较它们的示值，所以检定时不要求液温与它们的标准温度相一致，重要的是液温要稳定均匀以及与室温之差 在±5℃之内，另外规程规定浮计玻璃膨胀系数β=25×10-6℃-1，属于均匀分布，

k=

（4）被检玻璃浮计倾斜倾斜影响的不确定度u被4，对漂浮在液体中的浮计，因其干管与液面不垂直及分度线倾斜而造成的，按规程其误差不得大于0.2个分度值（分度值为1.0 kg/m3），属于均匀分布，

故标准不确定度分量一览表如表1所示

表1 标准不确定度分量一览表

不确定来源 标准不确定度（kg/m3） 分布 灵敏系数ci （kg/m3）

标准玻璃浮计示值引入的不确定度u标 0.077 正态 1 0.077

被检玻璃浮计示值引入的不确定度u被 0.187 正态 -1 0.187

被检玻璃浮计读数引入的不确定度u被1 0.115 均匀 -1 0.115

液体毛细常数引入的不确定度u被2 0.058 均匀 0.058

温度影响的不确定度u被3 0.072 均匀 0.072

被检玻璃浮计倾斜倾斜影响的不确定度u被4 0.115 均匀 0.115

6.合成标准不确定度的评定

7．扩展不确定度的评定

取k=2，扩展不确定度为

8．测量不确定度报告

用二等标准密度计检定工作密度计，在1000.0 kg/m3测量点示值修正值的扩展不确定度为：kg/m3，k=2。