JJF 2105-2024 海水溫鹽測量儀校準(zhǔn)規(guī)范

中華人民共和國國家計量技術(shù)規(guī)范JJF2105—2024海水溫鹽測量儀校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificationforSeawaterTemperatureandSalinityMeasuringInstruments2024-02-07發(fā)布2024-08-07實施國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布JJF2105—2024一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一海水溫鹽測量儀校準(zhǔn)規(guī)范一一一一一一一一一一一一一一一一CalibrationSpecificationforJJF2105—2024SeawaterTemperatureandSalinityMeasuringInstruments歸口單位:全國海洋專用計量器具計量技術(shù)委員會起草單位:國家海洋標(biāo)準(zhǔn)計量中心本規(guī)范委托全國海洋專用計量器具計量技術(shù)委員會負(fù)責(zé)解釋JJF2105—2024本規(guī)范起草人:康瑩(國家海洋標(biāo)準(zhǔn)計量中心)胡波(國家海洋標(biāo)準(zhǔn)計量中心)林煦淏(國家海洋標(biāo)準(zhǔn)計量中心)JJF2105—2024Ⅰ引言 (Ⅱ)1范圍 (1)2引用文件 (1)3概述 (1)4計量特性 (2)5校準(zhǔn)條件 (2)5.1環(huán)境條件 (2)5.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備 (2)6校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法 (3)6.1校準(zhǔn)項目 (3)6.2校準(zhǔn)方法 (3)7校準(zhǔn)結(jié)果表達 (5)7.1校準(zhǔn)記錄 (5)7.2校準(zhǔn)結(jié)果處理 (5)8復(fù)校時間間隔 (5)附錄A鹽度值計算公式 (6)附錄B海水溫鹽測量儀校準(zhǔn)記錄表參考格式 (7)附錄C海水溫鹽測量儀溫度校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度評定示例 (9)附錄D海水溫鹽測量儀鹽度校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度評定示例 (12)附錄E海水溫鹽測量儀回歸處理示例 (15)附錄F海水溫鹽測量儀校準(zhǔn)證書內(nèi)頁參考格式 (17)JJF2105—2024Ⅱ本規(guī)范依據(jù)JJF1001—2011《通用計量術(shù)語及定義》、JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》和JJF1071—2010《國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》等進行制定。本規(guī)范結(jié)合海水溫鹽測量儀的發(fā)展和使用現(xiàn)狀,參考了JJG763—2019《溫鹽深測量儀》檢定規(guī)程的部分內(nèi)容進行制定。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF2105—20241海水溫鹽測量儀校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于海水溫鹽測量儀及其獨立溫度測量傳感器、鹽度測量傳感器的校準(zhǔn)。本規(guī)范中的鹽度指實用鹽度,為無量綱的量。2引用文件本規(guī)范引用下列文件:JJG763—2019溫鹽深測量儀凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3概述海水溫鹽測量儀(以下簡稱“溫鹽儀”)是海水溫度和鹽度的測量儀器,常用于海洋臺站、浮標(biāo)及海洋科學(xué)調(diào)查。溫鹽儀(見圖1)由溫度測量傳感器和鹽度測量傳感器通過水密接插件連接到主機,可實時、連續(xù)測量海水溫度、鹽度數(shù)據(jù)。部分溫鹽儀具有可拆卸的獨立溫度測量傳感器、鹽度測量傳感器,可通過輔助設(shè)備完成溫度、鹽度數(shù)據(jù)的測量。溫鹽儀工作原理(見圖2)是以高穩(wěn)定性的熱敏電阻或其他類型傳感器測量水溫,采用電磁感應(yīng)式、電極式探頭或其他類型傳感器測量電導(dǎo)率,使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單片機采集并獲取溫度、電導(dǎo)率信號,通過串口與外界通信。由溫度和電導(dǎo)率值應(yīng)用PSS-78鹽標(biāo)公式(參見附錄A)計算得出鹽度值,溫鹽儀可最終輸出溫度值和鹽度值。圖1溫鹽儀及其測量傳感器示意圖JJF2105—20242圖2溫鹽儀工作原理示意圖4計量特性4.1溫度示值誤差。4.2鹽度示值誤差。4.3溫度測量重復(fù)性。4.4鹽度測量重復(fù)性。5校準(zhǔn)條件5.1環(huán)境條件環(huán)境溫度:(15~30)℃;相對濕度:≤80%;周圍無影響溫鹽儀正常工作的機械振動、電磁干擾等。5.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備溫鹽儀校準(zhǔn)所需主要計量器具及配套設(shè)備宜不低于表1的規(guī)定,也可根據(jù)溫鹽儀的指標(biāo)來選擇適宜的標(biāo)準(zhǔn)器。表1測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備技術(shù)指標(biāo)設(shè)備名稱技術(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計一等測溫電橋MPE:±2×10-6(電阻比)海水恒溫槽控溫波動性:≤0.005℃溫場均勻性:≤0.005℃中國系列標(biāo)準(zhǔn)海水二級實驗室鹽度計MPE:±0.002注:誤差。2鹽度標(biāo)準(zhǔn)器也可選用高精度電導(dǎo)率傳感器,其鹽度最大允許誤差優(yōu)于1/3溫鹽儀鹽度最大允許誤差。JJF2105—202436校準(zhǔn)項目和校準(zhǔn)方法6.1校準(zhǔn)項目溫度示值誤差、鹽度示值誤差、溫度測量重復(fù)性和鹽度測量重復(fù)性。6.2校準(zhǔn)方法6.2.1校準(zhǔn)前準(zhǔn)備工作用目測或手感等方法進行外觀檢查。溫鹽儀的緊固件、接插件等不應(yīng)有松動現(xiàn)象,表面不得有影響正常性能測試的外觀損傷。6.2.2溫度示值誤差6.2.2.1在溫鹽儀量程范圍內(nèi),可根據(jù)常用溫度測量范圍選取校準(zhǔn)點。選取40℃、35℃、30℃、25℃、20℃、15℃、10℃、5℃、0℃、-2℃中不少于5個溫度點作為溫度校準(zhǔn)點,溫度校準(zhǔn)點的選擇需覆蓋常用測量范圍。6.2.2.2海水恒溫槽內(nèi)的海水初始鹽度值約為35,也可根據(jù)實際需要和工作范圍選擇合適的鹽度值。6.2.2.3溫鹽儀的溫度傳感器全部浸入海水恒溫槽內(nèi),將標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計或高精度溫度傳感器放置在盡量靠近溫鹽儀溫度傳感器位置,蓋好海水恒溫槽保溫蓋。6.2.2.4水槽內(nèi)溫度控制在達到表1要求后,測溫電橋或高精度溫度傳感器與溫鹽儀同時測量,測量時間不少于3min且不少于10組測量數(shù)據(jù),取對應(yīng)測量結(jié)果的算術(shù)平表B.1。6.2.2.5按照公式(1)計算溫鹽儀校準(zhǔn)后溫度示值誤差:式中:Δti—第i個溫度校準(zhǔn)點的溫度示值誤差,式中:Δti—第i個溫度校準(zhǔn)點的溫度示值誤差,℃;tiY—第i個溫度校準(zhǔn)點的溫鹽儀溫度示值,℃;tiX—第i個溫度校準(zhǔn)點的標(biāo)準(zhǔn)溫度值,℃。6.2.2.6參照附錄C進行溫度校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評定。6.2.3鹽度示值誤差6.2.3.1在溫鹽儀量程范圍內(nèi),可根據(jù)常用鹽度測量范圍選取校準(zhǔn)點。選取海水鹽度值約為40、35、30、25、20、15、5中不少于3個鹽度點作為鹽度校準(zhǔn)點,鹽度校準(zhǔn)點的選擇需覆蓋常用測量范圍。通過天然海水蒸發(fā)或利用蒸餾水稀釋的方法進行不同海水鹽度值的制備,將其置于海水恒溫槽內(nèi),攪拌均勻后待用。6.2.3.2海水恒溫槽的溫度固定在某一溫度點,溫度點范圍為(15~25)℃,通過改變海水鹽度值實現(xiàn)鹽度校準(zhǔn)。6.2.3.3溫鹽儀的電導(dǎo)率傳感器用蒸餾水充分清洗后,全部浸入海水恒溫槽內(nèi)。將取樣管或高精度電導(dǎo)率傳感器放置在盡量靠近溫鹽儀電導(dǎo)率傳感器位置,蓋好海水恒溫槽JJF2105—20244保溫蓋。6.2.3.4待海水恒溫槽內(nèi)溫度穩(wěn)定后,溫鹽儀測量時間不少于3min且不少于10組測量數(shù)據(jù),取對應(yīng)測量結(jié)果的算術(shù)平均值作為該校準(zhǔn)點上的溫鹽儀鹽度示值,并記錄。記錄格式見表B.2。6.2.3.5依據(jù)鹽度標(biāo)準(zhǔn)器的不同,選擇對應(yīng)方式完成標(biāo)準(zhǔn)鹽度值的獲取。a)選用中國系列標(biāo)準(zhǔn)海水和實驗室鹽度計作為鹽度標(biāo)準(zhǔn)器,需用帶有編號的取樣瓶通過取樣管抽取海水樣品1瓶~2瓶。取樣時沖洗取樣瓶3次,灌至取樣瓶頸部為止,蓋好取樣瓶蓋備用。按照實驗室鹽度計的操作規(guī)程測量采集的海水樣品,每瓶海水樣品測量2次,取其算術(shù)平均值作為該校準(zhǔn)點的標(biāo)準(zhǔn)鹽度值,并記錄。b)選用高精度電導(dǎo)率傳感器作為鹽度標(biāo)準(zhǔn)器,按照6.2.3.4記錄溫鹽儀測量數(shù)據(jù)的同時,記錄高精度電導(dǎo)率傳感器的電導(dǎo)率測量數(shù)據(jù),取其算術(shù)平均值,通過附錄A計算得到標(biāo)準(zhǔn)鹽度值。6.2.3.6按照公式(2)計算溫鹽儀校準(zhǔn)后的鹽度示值誤差:式中:ΔSi=SiY-SiX(2)ΔSi—第i個鹽度校準(zhǔn)點上的鹽度示值誤差;SiY—第i個鹽度校準(zhǔn)點上的溫鹽儀鹽度示值;SiX—第i個鹽度校準(zhǔn)點上的標(biāo)準(zhǔn)鹽度值。6.2.3.7參照附錄D進行鹽度校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評定。6.2.4溫度測量重復(fù)性按照6.2.2選定溫度校準(zhǔn)點15℃進行溫度重復(fù)性校準(zhǔn),按照公式(3)計算溫度測量重復(fù)性: σt=ti-1t)2(3)式中:σt—溫度測量重復(fù)性,℃;ti—第i次測量的溫鹽儀溫度示值,℃;t—n次測量的溫度平均值,℃;n—測量次數(shù)(n≥6)。6.2.5鹽度測量重復(fù)性在溫度校準(zhǔn)點15℃且鹽度值為35的條件下進行。依據(jù)6.2.3,同時讀取對應(yīng)溫度校準(zhǔn)點下的溫鹽儀鹽度示值,按照公式(4)計算鹽度測量重復(fù)性: σS=i-1S)2(4)式中:σS—鹽度測量重復(fù)性;JJF2105—20245Si—第i次測量的溫鹽儀鹽度示值;S—n次測量的鹽度平均值;n—測量次數(shù)(n≥6)。6.2.6回歸處理溫鹽儀校準(zhǔn)結(jié)果的示值誤差大于最大允許誤差時,可通過校準(zhǔn)公式進行回歸處理,重新計算傳感器系數(shù),也可返廠進行校準(zhǔn)處理?；貧w方法參見附錄E。7校準(zhǔn)結(jié)果表達7.1校準(zhǔn)記錄校準(zhǔn)記錄格式參見附錄B。7.2校準(zhǔn)結(jié)果處理校準(zhǔn)證書由封面和內(nèi)頁組成。校準(zhǔn)證書內(nèi)頁格式參見附錄F。校準(zhǔn)證書至少包含以下內(nèi)容:a)標(biāo)題:“校準(zhǔn)證書”;b)實驗室名稱和地址;c)進行校準(zhǔn)的地點(如果與實驗室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識;e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標(biāo)識;g)進行校準(zhǔn)的日期,如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時,應(yīng)說明被校對象的接收日期;h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)時,應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進行說明;i)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識,包括名稱及代號;j)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明;k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述;l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明;m)對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明;n)校準(zhǔn)證書校準(zhǔn)員、核驗員和簽發(fā)人的簽名;o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的說明;p)未經(jīng)實驗室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書的聲明。8復(fù)校時間間隔由于溫鹽儀的使用情況、使用者、溫鹽儀本身質(zhì)量等直接影響溫鹽儀的計量性能,因此送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復(fù)校時間間隔。根據(jù)溫鹽儀的實際情況建議如下:a)新購置或修理后的溫鹽儀,宜及時校準(zhǔn)。b)為確保溫鹽儀準(zhǔn)確可靠,通常情況下建議溫鹽儀出海前后校準(zhǔn)。c)復(fù)校時間間隔由用戶根據(jù)使用情況自行確定,推薦為1年。JJF2105—20246rt—rt—函數(shù),其中:S=-64,在溫度(-5~40)℃范圍內(nèi),可利用公鹽度值計算公式A.1通過現(xiàn)場測量的電導(dǎo)率計算海水電導(dǎo)率比值,根據(jù)公式(A.1)計算:R=)=RtRprt(A.1)式中:R—海水電導(dǎo)率比值;C(S,t,p)—海水電導(dǎo)率值,mS/cm;C(35,15,0)—常量,取42.914mS/cm;Rt—海水在溫度t的電導(dǎo)率比值;Rp—海水深度(壓力)的函數(shù),其中:Rp=1+α=(A3R+β4Rp=1+αβ1=3.426×10-2,3β2=4.464×10-4,β3=4.215×10-1,Aβ1=3.426×10-2,3β2=4.464×10-4,β3=4.215×10-1,A.2海水鹽度值根據(jù)44259×10-4,t-15S=a0+a1R/2+a2Rt+a3R/2+a4R+a5Rt-15(b+bR1/2+bR+bR3/2+bR2+bR5/2)(A2)1+k(t-15)01t2t3t(b+bR1/2+bR+bR3/2+bR2+bR5/2)(A2)式中:S—海水的實用鹽度值(PSS-78);a4=-7.0261,a5=2.7081,b0=0.0005,b1=-0.0056,b2a4=-7.0261,a5=2.7081,b0=0.0005,b1=-0.0056,b2=-0.0066,b3=式(A.3)進行IPTS-68和ITS-90溫度換算:(A.3)式中:t68=α1t90+α(A.3)式中:t68—在IPTS-68下同一溫度狀態(tài)下的表達值,℃;t90—在ITS-90下現(xiàn)場溫度測量值,℃;系數(shù)α1=1.000240;α2=4.0×10-7。JJF2105—20247附錄B海水溫鹽測量儀校準(zhǔn)記錄表參考格式海水溫鹽測量儀溫度校準(zhǔn)記錄表見表B.1。表B.1海水溫鹽測量儀溫度校準(zhǔn)記錄表產(chǎn)品名稱出廠編號型號傳感器編號測量范圍不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差分辨力送校單位制造單位校準(zhǔn)依據(jù)外觀檢查校準(zhǔn)所使用的主要計量器具名稱測量范圍不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差證書編號有效期至溯源單位校準(zhǔn)時間、地點及其環(huán)境條件地點時間環(huán)境溫度相對濕度溫度示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)溫度值℃溫鹽儀溫度示值℃示值誤差℃溫度測量重復(fù)性校準(zhǔn)結(jié)果序號溫鹽儀溫度示值℃溫度平均值℃測量重復(fù)性℃校準(zhǔn)員核驗員JJF2105—20248海水溫鹽測量儀鹽度校準(zhǔn)記錄表見表B.2。表B.2海水溫鹽測量儀鹽度校準(zhǔn)記錄表產(chǎn)品名稱出廠編號型號傳感器編號測量范圍不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差分辨力送校單位制造單位校準(zhǔn)依據(jù)外觀檢查校準(zhǔn)所使用的主要計量器具名稱測量范圍不確定度或準(zhǔn)確度等級或最大允許誤差證書編號有效期至溯源單位校準(zhǔn)時間、地點及其環(huán)境條件地點時間環(huán)境溫度相對濕度鹽度示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)溫度值℃標(biāo)準(zhǔn)電導(dǎo)率值mS/cm標(biāo)準(zhǔn)鹽度值溫鹽儀鹽度示值示值誤差鹽度測量重復(fù)性校準(zhǔn)結(jié)果序號溫鹽儀鹽度示值鹽度平均值測量重復(fù)性校準(zhǔn)員核驗員JJF2105—20249附錄C海水溫鹽測量儀溫度校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度評定示例C.1測量模型式中:Δt=tY-tX(C.1)Δt—在各個校準(zhǔn)點上海水溫鹽儀的示值誤差,℃;tY—在各個校準(zhǔn)點上海水溫鹽儀的示值,℃;tX—在各個校準(zhǔn)點的標(biāo)準(zhǔn)溫度值,℃。以某型溫鹽儀在溫度點15℃下的測量結(jié)果為例,進行溫度校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評定。C.2溫度測量結(jié)果不確定度來源根據(jù)JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》,就該溫鹽儀校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度進行分析評定,溫度校準(zhǔn)結(jié)果不確定度來源主要有5個因素:a)溫鹽儀測量重復(fù)性引入的不確定度;b)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計引入不確定度;c)測溫電橋引入的不確定度;d)海水恒溫槽溫場均勻性引入的不確定度;e)海水恒溫槽控溫波動性引入的不確定度。由于海水恒溫槽控溫波動性引入的不確定度在被校溫鹽儀的測量重復(fù)性中有所體現(xiàn),因此不做重復(fù)評定,從4個方面進行溫度測量的不確定度評定。C.3溫度測量結(jié)果不確定度評定C.3.1溫鹽儀測量重復(fù)性引入的不確定度分量u1(y)測量重復(fù)性引入的不確定度分量u1(y),通過在連續(xù)條件下測量數(shù)據(jù)列,用不確定度的A類評定方法獲得。溫鹽儀在15℃校準(zhǔn)點上,控溫達到穩(wěn)定后,進行6組測量。所得數(shù)據(jù)如表C.1所示。表C.1溫度重復(fù)性測量數(shù)據(jù)序號溫鹽儀溫度示值℃示值平均值℃重復(fù)性℃115.1015.104.1×10-3215.10315.11415.10515.10615.10重復(fù)性利用貝塞爾公式計算:JJF2105—202410 (ti-t)(ti-t)2(C.2)式中:σt—溫鹽儀溫度測量重復(fù)性,℃;ti—溫鹽儀的第i次測量的溫度示值,℃;t—溫鹽儀的n個溫度示值的算術(shù)平均值,℃;C.3.2標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(x)-31(y)=4.1×10-3C.3.2標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(x)校準(zhǔn)使用的一等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計在檢定周期內(nèi)使用,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溫度計在水三相點的電阻值,用不確定度的B類評定方法獲得。其復(fù)現(xiàn)周期內(nèi)的穩(wěn)定性為±2.5mK,服u2(x)=0.0025℃/3≈8.3×10-4u2(x)=0.0025℃/3≈8.3×10-4℃C.3.3測溫電橋引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3(x)測溫電橋最大允許誤差為電阻比±2×10-6,電橋測量的電阻值R計算公式如下:式中:R—電橋測量的電阻值,式中:R—電橋測量的電阻值,Ω;X—電橋電阻比;RS—標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值,Ω。式中電阻比X約為1,RS為100Ω,則測量值的最大允許誤差為±2×10-4Ω,用不確定度的B類評定方法評定。引入的誤差可能值區(qū)間半寬為2×10-4Ω,在此區(qū)間服從均勻分布,k=3,標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:u3(a)=2×10-4Ω/3≈1u3(a)=2×10-4Ω/3≈1.2×10-4Ωu3(b)=1.0×10-4×0.25×100Ω/3≈8.6×10-4ΩC.3.4海水恒溫槽溫場均勻性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4(x)0-4Ω。C.3.4海水恒溫槽溫場均勻性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4(x)海水恒溫槽溫場均勻性為0.005℃,則溫場均勻性引入的誤差可能值區(qū)間半寬為0.0025℃,在此區(qū)間服均勻分布,包含因子k=3,標(biāo)準(zhǔn)不確定度為C.3.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.3.5.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表見表C.2。u4(x)=0.0025C.3.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度C.3.5.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表見表C.2。JJF2105—202411表C.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表不確定來源符號標(biāo)準(zhǔn)不確定度/℃溫鹽儀測量重復(fù)性u1(y)4.1×10-3標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計u2(x)8.3×10-4測溫電橋u3(x)8.7×10-4海水恒溫槽溫場均勻性u4(x)1.5×10-3C.3.5.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總見表C.2,各分量互不相關(guān),溫度校準(zhǔn)結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:C.3.6擴展不確定度uc=u(y)+u(x)+u(x)+u(x)=4.5×10-3C.3.6擴展不確定度包含因子取k=2,溫鹽儀溫度校準(zhǔn)結(jié)果的擴展不確定度為:U=0.01℃。JJF2105—202412附錄D海水溫鹽測量儀鹽度校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度評定示例D.1測量模型式中:ΔS—校準(zhǔn)點上被校海水溫鹽儀的鹽度示值誤差;S式中:ΔS—校準(zhǔn)點上被校海水溫鹽儀的鹽度示值誤差;SY—校準(zhǔn)點上被校溫海水鹽儀的鹽度示值;SX—校準(zhǔn)點的標(biāo)準(zhǔn)鹽度值。以某型溫鹽儀在溫度點15℃,鹽度為35條件下的測量結(jié)果為例,進行鹽度校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評定。D.2測量不確定評定來源根據(jù)JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》,就該溫鹽儀校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度進行分析評定,鹽度校準(zhǔn)結(jié)果不確定度來源主要有6個因素:a)溫鹽儀測量重復(fù)性引入的不確定度;b)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計引入不確定度;c)測溫電橋引入的不確定度;d)海水恒溫槽溫場均勻性引入的不確定度;e)中國系列標(biāo)準(zhǔn)海水引入的不確定度;f)實驗室鹽度計引入的不確定度。D.3不確定度評定D.3.1溫鹽儀測量重復(fù)性引入的不確定度分量u1(y)可以通過在連續(xù)條件下測量一組數(shù)據(jù)列,用不確定度的A類評定方法獲得。參照檢定規(guī)程,選取15℃校準(zhǔn)點,進行6次測量。所得數(shù)據(jù)如表D.1所示。表D.1鹽度重復(fù)性測量數(shù)據(jù)序號溫鹽儀鹽度示值示值平均值標(biāo)準(zhǔn)偏差135.3635.364.1×10-3235.36335.36435.36535.37635.36重復(fù)性利用貝塞爾公式計算:JJF2105—202413 (si-s)(si-s)2(D.2)式中:σs—溫鹽儀鹽度測量重復(fù)性;si—溫鹽儀在第i次測量的鹽度示值;s—溫鹽儀在n次測量的算術(shù)平均值;n—測量次數(shù)(n=6)D.3.2標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(x)計算得σs=4.1×10n—測量次數(shù)(n=6)D.3.2標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(x)校準(zhǔn)使用的一等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計在檢定周期內(nèi)使用,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溫度計在水三相點的電阻值,用不確定度的B類評定方法評定。其復(fù)現(xiàn)周期內(nèi)的穩(wěn)定性為±2.5mK,服從正態(tài)分布,k=3,標(biāo)準(zhǔn)確定度為:標(biāo)準(zhǔn)鹽度的計算需要從正態(tài)分布,k=3,標(biāo)準(zhǔn)確定度為:值提供。利用不確定度傳播律,轉(zhuǎn)化為鹽度標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:D.3.3測溫電橋引入的標(biāo)準(zhǔn)不確23×10-4測溫電橋最大允許誤差為電阻比±2×10-6,外接100Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻使用,電橋測量的電阻值R計算公式如下:式中:R=X·RS(D.3)R—電橋測量的電阻值,Ω;X—電橋電阻比;RS—標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值,Ω。式中電阻比X約為1,RS為100Ω,則測量值的最大允許誤差為±2×10-4Ω,用不確定度的B類評定方法評定。引入的誤差可能值區(qū)間半寬為2×10-4Ω,在此區(qū)間服從均勻分布,k=3,標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:u3(a)=2×10-4Ω/3≈1.2×10-4Ωu3(b)=1.0×10-4×0.25×100Ω/3≈8.6×10u3(b)=1.0×10-4×0.25×100Ω/3≈8.6×10-4Ω兩者互不相關(guān),合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u(x)=u(a)+u(b)=8.7×10-4Ω利用不確定度傳播律,轉(zhuǎn)化為鹽度標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u3(x)=8.7×10-4。利用不確定度傳播律利用不確定度傳播律,轉(zhuǎn)化為鹽度標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u3(x)=8.7×10-4。D.3.4海水恒溫槽溫場均勻性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4(x)海水恒溫槽溫場均勻性為0.005℃,則溫場均勻性引入的誤差可能值區(qū)間半寬為0.0025℃,在此區(qū)間服從均勻分布,包含因子k=3,標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:JJF2105—202414D.3.6D.3.6實驗室鹽度計引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定分量u6(x)u4利用不確定度傳播律,(x)=0.0025℃u4利用不確定度傳播律,(x)=0.0025℃/3≈1.5×10-3℃轉(zhuǎn)化為鹽度標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u4(x)=1.5×10-3。u5(x)=0.003/2=1.5×10-3鹽度計測量前用中國系列標(biāo)準(zhǔn)海水標(biāo)定,u5(x)=0.003/2=1.5×10-3使用前對鹽度計進行校準(zhǔn),鹽度計最大允許誤差為±0.002,符合均勻分布,鹽度計引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:D.3.7合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度D.3.7.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總見表D.2。u6(x)D.3.7合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度D.3.7.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總見表D.2。表D.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表不確定來源符號標(biāo)準(zhǔn)不確定度溫鹽儀測量重復(fù)性u1(y)4.1×10-3標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計u2(x)8.3×10-4測溫電橋u3(x)8.7×10-4海水恒溫槽溫場均勻性u4(x)1.5×10-3中國系列標(biāo)準(zhǔn)海水u5(x)1.5×10-3實驗室鹽度計u6(x)1.2×10-3D.3.7.2標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總見表D.2,各分量互不相關(guān),鹽度測量結(jié)果的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:D.3.8擴展不確定度uc=u(y)+u22(x)+u(x)+u(x)+u(x)+u(x)=4.9×10-3D.3.8擴展不確定度包含因子取k=2,溫鹽儀鹽度校準(zhǔn)結(jié)果的擴展不確定度為:U=0.01。JJF2105—202415附錄E海水溫鹽測量儀回歸處理示例E.1介紹以某型溫鹽儀為例,利用EXCEL表格進行溫度校準(zhǔn)結(jié)果的回歸處理。溫鹽儀溫度傳感器的回歸公式見公式(E.1):(E.1)式中:t=A0+B0×N+C0×N2+D0×N3+E0×N4(E.1)式中:t—溫鹽儀溫度示值,℃;A0、B0、C0、D0、E0、F0—溫度傳感器系數(shù);N—溫鹽儀溫度N值。E.2實驗按照6.2.2溫度示值誤差的方法進行校準(zhǔn)實驗,選取35℃、30℃、25℃、20℃、15℃、10℃、5℃、0℃等8個溫度校準(zhǔn)點。在每個溫度校準(zhǔn)點,讀取標(biāo)準(zhǔn)溫度值tiX、溫度示值ti和溫鹽儀溫度N值,經(jīng)過初步數(shù)據(jù)處理,結(jié)果見表E.1。表E.1溫鹽儀溫度校準(zhǔn)初步處理結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)溫度tiX℃溫鹽儀溫度示值t