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文 件 名 称 | 定量包装商品净含量测量结果不确定度分析报告 | 页数 | 14 | |||
定量包装商品净含量测量结果不确定度分析报告
1、量包装商品量包括质量、体积、长度三方面,下面依据JJF1070-2005《定量包装商品净含量计量检验规则》及JJF1059-1999,分别进行测量不确定度的评定: 一、以质量标注的净含量计量检验不确定度: 根据JJF1070-2005净含量测量采用直接测量法,即 净含量=总重-皮重 1、数学模型 仗队 Q=m总-m皮 式中:Q=净含量; m总=样本单位的皮和净含量的重量之和; m皮=除去样本单位的内容物后,所有包装材料和任何与该商品包装在一起的其他材料的重量; 2、方差和传播系数
传播系数
则 3、标准不确定度分析与评定(以测量标注净含量为10kg,皮重约为200g的商品量为例) 3.1测量总重引起的不确定度分量u(m总): 3.1.1测量重复性引起的不确定度分量u1(m总)对一样品进行10次重复性测量,得出以下数据(单位:kg): 10.0 10.880 10.8 10.887 10.887 10.888 10.887 10.882 10.8 10.887 u1(m总)= 3.1.1仪器误差引起的不确定度分量u2(m总): 对于10kg需要使用最大称量为15kg,d=1g的电子称,其允许误差为2d=2g,按均匀分布得: u2(m总)=2/=1.2g 3.1.2数显仪器分辨力引起的不确定度分量u3(m总): 由于d=1g,按均匀分布 u3(m总)=1/2=0.3g 以上两项合成,得: u(m总)= 3.2测量皮重引起的不确定度分量: 3.2.1测量仪器误差引起的不确定度分量u1(m皮) 对于皮重测量使用最大称量为300g,d=0.01g的电子天平,其允许误差为2d=0.02g,按均匀分布得: u1(m皮)=0.02/=0.012g 3.2.2数显仪器分辨力引起的不确定度分量u2(m皮): 由于d=0.01g,按均匀分布 u2(m皮)=0.01/2=0.003g 以上两项合成,得: u(m皮)= 4、合成标准不确定度 ,得 5、扩展不确定度 按正态分布,取k=2,得: U=2×=6.8g 6、标准不确定度分量一览表 不确定度分量 | 不确定度来源 | 标准不确定度值 | 传播系数 | |||
u(m总) | 测量重复性引起的不确定度分量u1(m总) 仪器误差引起的不确定度分量u2(m总) 数显仪器分辨力引起的不确定度分量u3(m总) | 3.2g 1.2g 0.6g | 1 | |||
u(m皮) | 仪器误差引起的不确定度分量u1(m皮) 数显仪器分辨力引起的不确定度分量u2(m皮) | 0.012g 0.006g | -1 | |||
U=6.8g K=2 |
二、以体积标注的净含量计量检验不确定度:
㈠根据JJF1070-2005净含量测量采用绝对体积法量法,即
净含量=测量体积
1、数学模型
Q=V标
式中:Q=净含量;
V标=从标准容器读得的体积;
2、方差和传播系数
传播系数
则
3、标准不确定度分析与评定(以测量标注净含量为750mL,商品量为例)
3.1测量总重引起的不确定度分量u():
3.1.1测量重复性引起的不确定度分量u1(V标):
用绝对体积法读出的体积存在人为的不确定因素,因此采用重复读取的方式,得出该因素导致的不确定度分量。对同一样品进行10次读数,得出以下数据(单位:mL):
756.5 756.4 756.6 756.4 756.5
756.6 756.5 756.6 756.4 756.4
u1(V标)=
3.1.2仪器误差引起的不确定度分量u2(V标):
对于750mL定量包装商品,其允许负偏差为15mL,标准器的允许误差为其1/10,按均匀分布得:
u2(V标)=1.5/=0.87mL
3.1.3分度值量化误差引起的不确定度分量u3():
标准器的分度值为1mL,按均匀分布
u3()=1/2=0.29mL
4、合成标准不确定度
以上两项合成,得:
uc()=
5、扩展不确定度
按正态分布,取k=2,得:
U=2×=1.84mL
6、标准不确定度分量一览表
不确定度分量 | 不确定度来源 | 标准不确定度值 | 传播系数 |
u() | 人为读数引起的不确定度分量u1() 仪器误差引起的不确定度分量u2() 数显仪器分辨力引起的不确定度分量u3() | 0.09mL 0.87mL 0.43mL | 1 |
U=1.84mL K=2 |
使用600g/0.1g电子秤测得总重399.5g使用300g/0.01g电子秤测得皮重20.22g、密度杯重34.24g、密度杯装水重61.80g、密度杯装内容物重.53g。
(1)数学模型
净含量计算公式为:
注:水密度项为20℃时水的密度
则数学模型为
式中: Qi=净含量;
m总=总重;
m皮=皮重;
m水=密度杯中水的重量;
m物=密度杯中内容物的重量;
ρ水=20℃时水的密度。
(2)标准不确定度分量分析及评定
① 总重称量引入的标准不确定度分量u1
影响总重的标准不确定度来源主要是测量仪器的技术指标,对称量用的衡器,该技术指标主要体现为衡器的称量允许极限误差。
当使用称量为600g,分度值0.1g的电子秤时,对总重399.5g,秤的允许误差为±0.3g,由此引起的总重的测量标准不确定度分量u1为
② 皮重称量引入的标准不确定度分量u2
当使用秤量为300g,分度值0.01g的电子秤时,对皮重20.22g,秤的允许误差为±0.01g,由此引起的皮重的测量标准不确定度分量u2为
③ 密度杯中水的重量称量引入的标准不确定度分u3
密度杯中水重同样也是一个总重减皮重的测量过程,当使用秤量为300g,分度值0.01g的电子秤时,对密度杯重34.24g,秤的允许误差为±0.01g,对密度杯装水重61.80g,秤的允许误差为±0.02g,由此引起的密度杯中内容物重量的测量标准不确定度分量u3为
④ 密度杯中内容物的重量称量引入的标准不确定度分量u4
密度杯中内容物重同样也是一个总重减皮重的测量过程,当使用秤量为300g,分度值0.01g的电子秤时,对密度杯重34.24g,秤的允许误差为±0.01g,密度杯装内容物重.53g,秤的允许误差为±0.02g,由此引起的密度杯中内容物重量的测量标准不确定度分量u4为
⑤ 水的密度引入的标准不确定度分量u5
在20℃下纯水的密度是0.9970g/mL(空气中),在20℃附近纯水的密度受温度的影响约为0.00021(g/mL)/℃,实际检测时以实际温度在20±2℃范围估计。
若水的密度用1g/mL计,则由此引起的标准不确定度为
若水的密度用0.997g/mL计,则由此引起的标准不确定度为
(3)方差和传播系数
(4)合成标准不确定度
① 当水的密度以1g/mL计时
=0.66mL
② 当水的密度以0.9970g/mL计时
=0.31mL
(5)扩展不确定度
①当水的密度以1g/mL计时
U=ku,取k=2,则U=1.3mL;
②当水的密度以0.9970g/mL计时,
U=ku,取k=2,则U=0.6mL;
(6)测量结果
①当水的密度以1g/mL计时
测量结果为(345.1±1.3)mL,k=2;
②当水的密度以0.9970g/mL计时,
测量结果为(346.1±0.6)mL,k=2。
(7)不确定度分量分布表,如下表示
不确定度来源 | 误差大小 | 标准不确定度/g | 传播系数 | ku/mL |
测量总重 | 所使用的计量器具允许误差为±0.3g | 0.17 | 0.91mL/g | 0.155 |
测量皮重 | 所使用的计量器具允许误差为±0.01g | 0.0058 | 0.91mL/g | 0.0053 |
测量密度杯中的水重 | 测量密度杯净重所使用的计量器具允许误差为±0.01g 测量密度杯全重所使用的计量器具允许误差为±0.02g | 0.013 | 12.5mL/g | 0.162 |
测量密度杯中的内容物重量 | 测量密度杯净重所使用的计量器具允许误差为±0.01g 测量密度杯全重所使用的计量器具允许误差为±0.02g | 0.013 | 11.4mL/g | 0.148 |
水密度值的取值 | 直接取1g/mL作为密度值时,以实验室室温在(20±2)℃范围估计,有0.003g/mL的不准确 | 0.0017 | 345mL2/g | 0.586 |
使用20℃温度下的密度值,考虑温度的不均匀和波动,有0.00042g/mL的不准确 | 0.00024g/mL | 345mL2/g | 0.0828 |
以测量标注体积为360mL的商品为例,使用600g/0.1g电子秤测得总重399.5g使用300g/0.01g电子秤测得皮重20.22g、密度杯重34.24g、密度杯装内容物重.53g。
(1)数学模型
净含量计算公式为:
注:水密度项为20℃时水的密度
则数学模型为
式中: Qi=净含量;
m总=总重;
m皮=皮重;
V密=密度杯体积;
m物=密度杯中内容物的重量;
(2)标准不确定度分量分析及评
① 总重称量引入的标准不确定度分量u1
影响总重的标准不确定度来源主要是测量仪器的技术指标,对称量用的衡器,该技术指标主要体现为衡器的称量允许极限误差。
当使用称量为600g,分度值0.1g的电子秤时,对总重399.5g,秤的允许误差为±0.3g,由此引起的总重的测量标准不确定度分量u1为
② 皮重称量引入的标准不确定度分量u2
当使用秤量为300g,分度值0.01g的电子秤时,对皮重20.22g,秤的允许误差为±0.01g,由此引起的皮重的测量标准不确定度分量u2为
③ 密度杯中内容物重量称量引入的标准不确定度分u3
a.密度杯中内容物重同样也是一个总重减皮重的测量过程,测量过程由于人为因素和环境温度变化造成体积变化都会引起测量不确定度,因此采用A类评定方法,对密度杯和内容物的总重进行10次测量,得出以下数据(单位:g):
.53 .50 .55 .59 .50
.58 .59 .55 .59 .57
由于在测量过程中,内容物重需要重复测量3次,得:
u3a=s/=
b.中当使用秤量为300g,分度值0.01g的电子秤时,对密度杯重34.24g,秤的允许误差为±0.01g,对密度杯装内容物重.53g,秤的允许误差为±0.02g,由此引起的密度杯中内容物重量的测量标准不确定度分量u3b为
以上两项合成,得:
u3=
④密度杯体积引起的不确定度分量u4
密度杯经上级计量部门进行检定,本例选用30mL密度杯,其实测值为32.525mL,测量扩展不确定度U95=0.030mL;k=2。由以上数据可得
u4=0.030/2=0.015mL
(3)方差和传播系数
(4)合成标准不确定度
=0.539mL
(5)扩展不确定度
U=ku,取k=2 则U=1.08mL
(7)不确定度分布表:
不确定度来源 | 误差大小 | 标准不确定度 | 传播系数 |
测量总重 | 所使用的计量器具允许误差为±0.3g | 0.17 | 0.504 |
测量皮重 | 所使用的计量器具允许误差为±0.01g | 0.0058 | -0.504 |
测量密度杯中的内容物重量 | 测量密度杯净重所使用的计量器具允许误差为±0.01g 测量密度杯全重所使用的计量器具允许误差为±0.02g | 0.037g | 13.446 |
密度杯体积 | 密度杯体积经过上级计量部门检定给出,其不确定度由检定证书给出 | 0.015mL | 12.52 |
根据JJF1070-2005净含量测量采专用长度检测仪器,其净含量计算公式为:
净含量(样品单位长度)=直径×π×转动圈数
1、数学模型
Q=L标
式中:Q=净含量;
L标=专用长度检测仪读得的长度;
2、方差和传播系数
传播系数
则
3、标准不确定度分析与评定(以测量标注净含量为25.00m的电线为例)
3.1测量总重引起的不确定度分量u():
3.1.1仪器误差引起的不确定度分量u1(L标):
对于25.00m的定量包装商品,由于标准器的测量精度优于±0.3% ,按均匀分布,则:
u1(L标)=25×0.003/=0.043m=43mm
3.1.2分度值量化误差引起的不确定度分量u2():
标准器的分度值为10mm,按均匀分布
u2()=10/2=3mm
3.1.3测量重复性引起的不确定度分量u3(L标)
对一标称长度为25m的电线进行10次重复测量,得出以下数据:
24.95m 25.03m 25.02m 25.04m 25.06m
25.07m 25.08m 25.06m 25.10m 25.08m
s=42mm
由于定量商品净含量测量对一个样品只测量一次,因此
u3(L标)=s/1=42mm
4.成标准不确定度
以上三项合成,得:
u()=
5.扩展不确定度
按正态分布,取k=2,得:
U=2×=120mm
6、标准不确定度分量一览表
不确定度分量 | 不确定度来源 | 标准不确定度值 | 传播系数 |
u() | 仪器误差引起的不确定度分量u1() 数显仪器分辨力引起的不确定度分量u2() 测量重复性引起的不确定度分量u3() | 43mm 3mm 42mm | 1 |
U=120mm K=2 |
以测量边长为1m的正方形为例,使用2级的钢卷尺进行测量,得出长为1.0071m,宽为1.0040m其计算公式为:
(1)数学模型
由面积计算公式:
面积=长×宽
则数学模型为
Qi=a×b
式中:Qi=净含量
a,b分别为矩形的长和宽
(2)方差和传播系数
由于数学模型符合JJF1059-1999中6.6,所以采用相对不确定度进行评定较为方便。
则:
上式可改写为:
(2)标准不确定度分量分析及评定
①测量长引起的不确定度分量u1
a.由于测量过程中存在人为及环境变化等因素,采用A类评定计算其引起的不确定度分量u1a。对边长进行10次重复测量,得出以下数据:
1.0086 1.0075 1.0086 1.0078 1.0080
1.0084 1.0070 1.0087 1.0065 1.00
则,s=
由于边长测量结果是3次测量的平均值,则
u1arel=s/(×1000)=0.046%
b.由于测量使用仪器为2级钢卷尺,当测量1m时其最大允许误差为0.7mm,按均匀分布,则
u1brel=0.7/(×1000)=0.040%
以上两相合成,得
则u1rel==0.061%
②测量宽引起的不确定度分量u2
a.由于测量过程中存在人为及环境变化等因素,采用A类评定计算其引起的不确定度分量u1a。对边长进行10次重复测量,得出以下数据:
1.0046 1.0045 1.0036 1.0038 1.0030
1.0044 1.0030 1.0037 1.0025 1.0049
则,s=
由于边长测量结果是3次测量的平均值,则
u2arel=s/(×1000)=0.046%
b.由于测量使用仪器为2级钢卷尺,当测量1m时其最大允许误差为0.7mm,按均匀分布,则
u2brel=0.7/(×1000)=0.040%
以上两相合成,得
则u2rel==0.061%
注:由于测量长和宽的仪器均使用钢卷尺,为避免测量数据产生相关性,测量时采用两把同等级的钢卷尺完成。
(3)合成相对标准不确定度
=0.086%
(4)扩展合成相对不确定度
Urel=kucrel,取k=2,则Urel=0.17%
(5)不确定度分布表
不确定度来源 | 误差大小 | 相对标准不确定度 | 传播系数 |
测量边长(长) | 重复性引起的不确定度分量 | u1rel=0.061% | 1 |
测量边长(长) | 使用2级钢卷尺,允许误差为0.7mm | ||
测量边长(宽) | 重复性引起的不确定度分量 | u2rel=0.061% | 1 |
测量边长(宽) | 使用2级钢卷尺,允许误差为0.7mm |
Urel=0.17% k=2 | ||||||
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