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嘉峪檢測網(wǎng) 2022-08-21 22:35
不確定度的評定是檢測實(shí)驗(yàn)室對檢測結(jié)果進(jìn)行合格性評判的需要,同時(shí)也是檢測實(shí)驗(yàn)室對質(zhì)量控制的需要。影響稱量的不確定都有哪些?如何減少消除這些因素,下文為大家敘述,僅供參考。
確定不確定度
導(dǎo)致測量不確定度的因素是多方面的,可分為四大類:所用設(shè)備、設(shè)備使用的環(huán)境、稱重人員、以及正在使用的工作流程。考慮到所有這些因素,在稱重過程中要精確地確定不確定度幾乎是不可能的,因此我們必須對測量結(jié)果的不確定度大小進(jìn)行估計(jì)或預(yù)測。有一個(gè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)公式用于計(jì)算預(yù)測的測量不確定度。
稱量系統(tǒng)的測量不確定度
滿足始終準(zhǔn)確且可靠的稱量要求的最新策略包括:采用科學(xué)方法選擇和測試儀器 [6]。這些方法也解釋了在行業(yè)中普遍存在的稱量誤解。
“我想購買讀數(shù)精度為 0.1 mg 的分析天平,因?yàn)檫@是我的應(yīng)用所需的精度。”
在制定設(shè)計(jì)認(rèn)證時(shí),經(jīng)常會聽到類似這樣的表述。按照這一要求,用戶可能會選擇量程為 200 g 且讀數(shù)精度。
為0.1 mg 的分析天平,因?yàn)橛脩粽J(rèn)為該天平“精確度達(dá)到 0.1 mg。”這是一種常見的誤解,原因很簡單:儀器的讀數(shù)精度不等于其稱量準(zhǔn)確度。
稱量儀器技術(shù)參數(shù)中的幾大可測量參數(shù)限制了其性能。這些重要參數(shù)是重復(fù)性 (RP)、偏載 (EC)、非線性 (NL) 以及靈敏度 (SE)(以圖形方式顯示在圖 1 中,并且在相應(yīng)的技術(shù)文獻(xiàn)中進(jìn)行詳細(xì)說明)。這些特性如何影響性能,進(jìn)而影響稱量儀器的選擇?

要回答這個(gè)問題,必須先討論術(shù)語“測量不確定度”這一術(shù)語?!稖y量不確定度表示指南》(GUM) 將不確定度定義為“測量結(jié)果與被測變量實(shí)際值之間合理的數(shù)值分散特性”。
稱量不確定度(即稱量物體時(shí)的不確定度)可通過天平或秤的技術(shù)參數(shù)(一般在進(jìn)行設(shè)計(jì)認(rèn)證時(shí)),以及儀器安裝后通過稱量儀器的校準(zhǔn)(一般通過操作認(rèn)證中的初始校準(zhǔn),之后通過性能認(rèn)證過程中的定期校準(zhǔn))測算得出?!斗亲詣臃Q量儀器國際準(zhǔn)則》規(guī)定了稱量不確定度評估的詳細(xì)說明。相關(guān)校準(zhǔn)證書中清楚地闡明了校準(zhǔn)結(jié)果。
一般來說,稱量儀器的測量不確定度是一條特殊斜線 — 天平或秤上的載荷越高,測量不確定度(絕對值)越大(如圖 2 所示)。

圖2. 測量不確定度。稱量儀器的絕對(綠線)和相對(藍(lán)線)測量不確定度。天平的準(zhǔn)確度限值稱為最小稱量值,是相對測量不確定度與所需的稱量準(zhǔn)確度的交叉點(diǎn)。
相對測量不確定度是絕對測量不確定度除以載荷值,通常以百分比表示,從圖中可以明顯看出,載荷越小,相對測量不確定度就越大。如果在天平測量范圍的低量程段進(jìn)行稱量,相對不確定度將會變得相當(dāng)高,以至于無法再信任稱量結(jié)果。
如何降低測量不確定度
無論測量的不確定度是如何獲得的,用戶都可以在稱重過程中采取很多措施來降低測量的不確定度。以下因素通常是使用天平時(shí)導(dǎo)致測量不確定度的主要因素,因此關(guān)注這些因素的用戶將受益良多。
1、保持恒溫為了最大程度地減小稱重過程中的測量不確定度,溫度是最重要的考慮因素之一,這主要是由于天平中電子元件對溫度的高敏感性。保持在最佳工作溫度范圍內(nèi)使用天平或者對天平進(jìn)行適當(dāng)?shù)男?zhǔn)對稱重結(jié)果非常重要。還應(yīng)注意,啟動天平時(shí),必須預(yù)熱天平,天平所放位置周圍環(huán)境溫度的波動,避免樣品與容器之間的溫差。
2、避免天平受到氣流影響天平,尤其是高精度天平,如超微量天平,必須遠(yuǎn)離那些擾亂性氣流。天平的防風(fēng)罩對氣流影響有一定幫助,但為了進(jìn)一步減少氣流問題,天平不應(yīng)放置在門或打開的窗戶、空調(diào)或加熱通風(fēng)口或計(jì)算機(jī)風(fēng)扇的附近。也不應(yīng)該放置在人群聚集的地方,因?yàn)槿藛T的移動會產(chǎn)生氣流。
3、將振動降至最低于高精度天平,需要一個(gè)特殊的稱重臺來隔離天平與地板和建筑物之間的振動。沒有稱重臺的可以將天平放在一個(gè)盡可能位于最低樓層的房間以及放置在建筑物外緣(靠近墻體)房間的角落,最好避免把天平放在有彈性的表面和振動的實(shí)驗(yàn)室儀器附近的位置,也不要放在人員聚集的地方。
4、保持水平稱重過程中最嚴(yán)重的不確定度來自未正確調(diào)平的天平。首次安裝天平和移動天平后,都必須將天平調(diào)平,即使移動只是為了臨時(shí)清潔工作臺。
5、注意重力
電子天平不是測量質(zhì)量而是測量重量。然后將其轉(zhuǎn)換為天平上顯示的質(zhì)量。為了轉(zhuǎn)換成質(zhì)量,天平將其檢測的重量除以重力加速度。當(dāng)天平移動到另一樓層或完全移動到另一個(gè)地方時(shí),天平也必須重新校正和調(diào)整,以適應(yīng)重力的變化。
6、考慮密度的影響
要測得物體的真實(shí)質(zhì)量,需要進(jìn)行“浮力校正”,這對于準(zhǔn)確測量而言是非常重要的步驟??諝饷芏葧捎诃h(huán)境溫度和濕度的差異而有所不同,并且會對稱重產(chǎn)生影響,是計(jì)算時(shí)必須考慮在內(nèi)的參數(shù)之一。
7、清理
確保稱量盤、稱量室和周圍區(qū)域始終保持清潔是降低測量不確定度的關(guān)鍵。這不僅僅是指清理灑出物。即使是灰塵和脫落的毛發(fā)也會干擾天平的性能,并影響稱重結(jié)果的準(zhǔn)確性。
8、注意有問題的樣品
某些類型的樣品尤其難以準(zhǔn)確稱重。例如吸濕性物質(zhì)會從空氣中吸收水分并增加重量,具有蒸發(fā)特性的樣品由于水分蒸發(fā)會導(dǎo)致天平讀數(shù)持續(xù)下降,磁性物品會產(chǎn)生影響重量精度的力場,稱量粉末時(shí)需注意靜電等。

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