Файл: Расчёт неопределенности измерений по пнд ф 14. 1 2 3 12197.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Реферат

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.11.2023

Просмотров: 680

Скачиваний: 58

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Министерство науки и высшего образования

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ОБРАЗОВАНИЯ

«УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт естественных наук

Кафедра фундаментальной и прикладной химии

Реферат на тему:

Расчёт неопределенности измерений по

ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97

«Методика выполнения измерений рН в водах

потенциометрическим методом»

Направление подготовки 04.03.01-химия

Выполнила студентка: Ильясова Залия Рустемовна

Группы ВМ-04.04.01.02-11(20)
Проверила: Богданова Наталья Михайловна,

Ижевск 2023

СОДЕРЖАНИЕ


На протяжении всей жизни мы постоянно встречаемся с различными измерениями. Например, в детстве мы мерили свой рост, а сейчас считаем - на каком автобусе будет быстрее доехать до института или до дома после рабочего дня.

Измерение - это вычисление какой-либо физической величины экспериментальным путем с помощью различных оборудований.

Так как целью любого вычисления является - нахождение более точных значений, необходимо учитывать, что конечный результат не всегда корректен. Ошибки или погрешности могут возникать по различным причинам, начиная от погрешности самих датчиков, заканчивая человеческим фактором.

Такие ошибки или отклонения от истинных значений называются погрешностями измерений.

Погрешности измерений- отклонения метрологических свойств или параметров средств измерений от номинальных, влияющих на погрешности результатов измерений (создающие так называемые инструментальные ошибки измерений). Погрешность результата измерений - отклонение результата измерения от действительного (истинного) значения измеряемой величины.

В данном реферате представлен расчёт неопределенности измерений по ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97 «Методика выполнения измерений рН в водах потенциометрическим методом».

2 ОЦЕНИВАНИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ РН ВОДЫ

Метод основан на измерении разности потенциалов гальванического элемента с использованием соответствующего рН-метра. Измерения проводят рН-метром рН-150 МИ. Перед измерением пробы воды проводится двухточечная калибровка по буферным растворам. Температура пробы питьевой воды и температура буферных растворов измеряется термодатчиком, встроенным в рН-метр. рН-метр автоматически учитывает разность температур буферных растворов и пробы питьевой воды в выдаваемых показаниях.


2.1 Составление функции измерений

Измеряемой величиной является рН пробы питьевой воды, ед. рН, которая определяется согласно функции измерений:

рН=рН изм +δ кал + δ сх , (1)

где рНизм – показания рН-метра, ед. рН;

δкал – поправка на погрешность калибровки рН-метра, ед. рН;

δсх–поправка на повторяемость измерений, ед. рН.

Измеренное значение величины округляют до одного десятичного знака.

Результаты измерений

Температура пробы питьевой воды, измеренная термодатчиком рН-метра, составила 10 °С. При измерении пробы питьевой воды с цифрового дисплея рН-метра было снято показание рН равное 7,24 ед. рН [1].

2.2 Анализ входных величин

2.2.1 Показания рН-метра (рНизм)

Показание рН-метра составило рНизм = 7,24 ед. рН.

Стандартная неопределенность величины рНизм рассчитывается на основании информации о пределах основной допускаемой абсолютной погрешности рН-метра в предположении прямоугольного распределения вероятностей. В паспорте на рН-метр рН-150МИ указаны пределы основной допускаемой абсолютной погрешности измерения рН (измерительным преобразователем в комплекте с электродной системой в растворах с температурой от 10 °С до 60 °С) ± Δ = ± 0,050 ед. рН. Стандартная неопределенность величины рНизм рассчитывается по формуле:

u (рНизм) = = (2)

Примечание – Неопределенностью измерений, обусловленной разрешающей способностью цифрового дисплея рН-метра пренебрегаем, поскольку данная составляющая неопределенности значительно ниже составляющей, обусловленной основной допускаемой абсолютной погрешностью рН-метра [2].

2.2.2 Поправка на погрешность калибровки рН-метра (δкал)

Поправка на погрешность калибровки рН-метра оценивается значением «нуль»

δкал=0 ед. рН.

Стандартная неопределенность измерений величины
δкал рассчитывается на основании информации о допускаемом отклонении значений рН, при проверке калибровки, от значений рН буферных растворов в контрольных точках ± Δк = ± 0,005 ед. рН. Стандартная неопределенность величины δкал рассчитывается в предположении прямоугольного распределения вероятностей в указанных границах по формуле:

u (δкал) = = (3)

Примечание – Неопределенностью измерений рН буферных растворов пренебрегаем, т.к. значения расширенных неопределенностей измерений рН буферных растворов не превышают 1/3 от допускаемого отклонения Δк.

2.2.3 Поправка на повторяемость измерений (δсх)

Поправка на повторяемость измерений рН оценивается значением «нуль»

δсх= 0 ед. рН.

Стандартная неопределенность измерений величины δсх рассчитывается на основании информации о стандартном отклонении повторяемости в предположении нормального распределения вероятностей. Для питьевой воды в диапазоне рН от 1,0 до 14,0 ед. рН при межлабораторном исследовании метода измерений рН было установлено значение стандартного отклонения повторяемости σr = 0,1 ед. рН. В лаборатории при внедрении метода измерений установленное значение показателя повторяемости было подтверждено и распространено на диапазон измерений, содержащий измеренное значение рН в исследуемой пробе питьевой воды [3]. Стандартная неопределенность величины δсх рассчитывается по формуле:

u (δсх) = σr = 0,1 ед. рН……………………………(4)

Все входные величины рассматриваются как некоррелированные.

2.3 Измеренное значение величины

рН пробы питьевой воды будет оцениваться в соответствии с выражением (1) и составит:

рН = рНизм + δкал + δсх= 7,24 +0+0=7,24 ≈ 7,2 ед. рН
2.4 СУММАРНАЯ СТАНДАРТНАЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ

Суммарная стандартная неопределенность измерений величины рН рассчитывается по формуле:

uc (рН) = =

= =0,0389 ед рН (5)

Коэффициенты чувствительности для всех влияющих величин, входящих в функцию измерений (1), будут равны 1 [4].

2.5 БЮДЖЕТ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

В таблице представлен бюджет неопределенности для измеряемой величины и произведены соответствующие расчеты для нахождения ее стандартной неопределенности.



Величина Xi
Оценка xi ед. рН
Стандартная неопределенность, u (xi) ед. рН
Распреде-ление
Коэффициент чувствитель-ности, ci
Вклад в неопре-деленность

ui (pH),ед. рН
Процент-ный вклад %

рНизм
7,24
0,0289
прямоуг.
1
0,0289
66,4

δкал
0,0
0,0029
прямоуг.
1
0,0029
4,0

δсх
0,0
0,1
нормальное
1
0,1
29,6

рН
7,2
0,0389









100


Таблица – Бюджет неопределенности для рН пробы питьевой воды
2.6 РАСШИРЕННАЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ

Расширенная неопределенность U получается умножением суммарной стандартной неопределенности на коэффициент охвата k, который выбирается равным 2 при уровне доверия 95 % в предположении нормального распределения вероятностей измеряемой величины:

U = k·u (pH) = 2·0,0389 = 0,0778 ≈ 0,1 ед. рН (6) 2.7 ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТА ИЗМЕРЕНИЙ

Результат измерения записывается в виде: «рН пробы воды составила (7,24 ± 0,1) ед. рН, k = 2, P = 95 %» [5].

3 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе был описан подробный расчет погрешности при определении рН воды. По данным расчёта получилось, что рН пробы воды составила (7,24 ± 0,1) ед. рН, k = 2, P = 95 %.

Очень важно при измерениях рассчитывать погрешность, чтобы получить более точный результат. Важно также знать причины возникновения погрешностей. Причинами возникновения погрешностей являются: несовершенство методов измерений, технических средств, применяемых при измерениях, и органов чувств наблюдателя. В отдельную группу следует объединить причины, связанные с влиянием условий проведения измерений. Последние проявляются двояко. С одной стороны, все физические величины, играющие какую-либо роль при проведении измерений, в той или иной степени зависят друг от друга. Поэтому с изменением внешних условий изменяются истинные значения измеряемых величин. С другой стороны, условия проведения измерений влияют и на характеристики средств измерений и физиологические свойства органов чувств наблюдателя и через их посредство становятся источником погрешностей измерения.


4 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Бараш В.Я., Третьякова О.Ю. Неопределенность и погрешность в современной метрологии / Законодательная и прикладная метрология.– 2009. – № 5.

  2. Руководство ЕВРАХИМ/СИТАК (Eurachem/CITAC). Количественное описание неопределенности в аналитических измерениях / Под ред. Л.А. Конопелько.– СПб.: ВНИИМ, 2002.

  3. ГОСТ Р 54500.1–2011. Руководство ИСО/МЭК 98-1:2009. Неопределенность измерения. Часть 1. Введение в руководства по неопределенности измерения.

  4. ГОСТ Р 54500.3–2011. Руководство ИСО/МЭК 98-3:2008. Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения.

  5. Р 50.2.038–2004. ГСИ. Измерения прямые однократные. Оценивание погрешностей и неопределенности результата измерений.

Смотрите также файлы