中华人民共和国国家计量技术规范
JJF2175—2024
水溶性酸测定仪校准规范
CalibrationSpecificationforWater-solubleAcidAnalyzers
2024-10-19发布2025-04-19实施
国家市场监督管理总局 发布
水溶性酸测定仪校准规范
CalibrationSpecificationfor
Water-solubleAcidAnalyzers
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JJF2175—2024
归口单位:全国物理化学计量技术委员会
主要起草单位:浙江省计量科学研究院
参加起草单位:中国测试技术研究院
湖南省计量检测研究院
山东省计量科学研究院
本规范委托全国物理化学计量技术委员会负责解释
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本规范主要起草人:
沙跃兵(浙江省计量科学研究院)
赵 雷(浙江省计量科学研究院)
郑坚璐(浙江省计量科学研究院)
参加起草人:
袁 礼(中国测试技术研究院)
彭丽华(湖南省计量检测研究院)
张 森(山东省计量科学研究院)
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目 录
引言……………………………………………………………………………………… (Ⅱ)
1 范围…………………………………………………………………………………… (1)
2 概述…………………………………………………………………………………… (1)
3 计量特性……………………………………………………………………………… (1)
3.1 测量示值误差(pH) …………………………………………………………… (1)
3.2 测量重复性(pH) ……………………………………………………………… (1)
3.3 加热单元温度设定误差…………………………………………………………… (1)
3.4 通道一致性………………………………………………………………………… (1)
4 校准条件……………………………………………………………………………… (1)
4.1 环境条件…………………………………………………………………………… (1)
4.2 测量标准及其他设备……………………………………………………………… (1)
5 校准项目和校准方法………………………………………………………………… (1)
5.1 测量示值误差和重复性(pH) ………………………………………………… (1)
5.2 加热单元温度设定误差…………………………………………………………… (2)
5.3 通道一致性………………………………………………………………………… (2)
6 校准结果表达………………………………………………………………………… (2)
7 复校时间间隔………………………………………………………………………… (3)
附录A 校准原始记录参考格式……………………………………………………… (4)
附录B 校准证书(内页)参考格式………………………………………………… (6)
附录C pH测量示值误差测量不确定度评定示例………………………………… (7)
附录D 油样水溶性酸测定方法(酸度计法) ……………………………………… (10)
Ⅰ
JJF2175—2024
引 言
JJF1071—2010 《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001—2011 《通用计量术语及
定义》和JJF1059.1—2012 《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作
的基础性系列规范。
本规范参考了GB/T7598—2008 《运行中变压器油水溶性酸测定法》等相关技术
文件。
本规范为首次发布。
Ⅱ
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水溶性酸测定仪校准规范
1 范围
本规范适用于比色法原理的水溶性酸测定仪的校准。
2 概述
水溶性酸测定仪是测量变压器用油、汽轮机油等油品中水溶性酸的仪器。其工作原
理是被测油样与等体积蒸馏水混合后,加热,在70℃~80℃下振荡5min后冷却至室
温,油液分离后,下层为待测的水溶液,取其待测水溶液,加入相应的比色指示剂进行
比色,测定油中水溶性酸,结果用pH 表示。
水溶性酸测定仪主要由电源、加热单元、搅拌(震荡)单元、光电检测单元、测量
电路及显示单元等部件组成。
3 计量特性
3.1 测量示值误差(pH)
3.2 测量重复性(pH)
3.3 加热单元温度设定误差
3.4 通道一致性
注:本项目只针对多样品杯的仪器。
4 校准条件
4.1 环境条件
4.1.1 环境温度:(5~40)℃。
4.1.2 相对湿度:不大于80%。
4.2 测量标准及其他设备
4.2.1 有证标准物质:邻苯二甲酸氢钾pH 标准物质,扩展不确定度不大于0.01
(k=2);混合磷酸盐pH 标准物质,扩展不确定度不大于0.01 (k=2)。
4.2.2 数字温度计:温度测量范围覆盖(0~100)℃,最大允许误差为±0.5℃。
4.2.3 容量瓶:50mL、250mL,A级。
4.2.4 校准用油样
变压器油或汽轮机油:水溶性酸pH 范围(4.0~6.0)。油样的水溶性酸测定方法
见附录D。
5 校准项目和校准方法
5.1 测量示值误差和重复性(pH)
开机预热,待被校仪器稳定工作后,对两种pH 标准物质进行测量,所有样品杯每
1
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种pH 标准溶液重复测量3次,记录被校仪器测量值,按公式(1)计算测量示值误差,
按公式(2)计算重复性。
ΔpHS =pH-pHSS (1)
式中:
ΔpHS ———示值误差;
pH ———3次测量的算术平均值;
pHSS ———标准溶液pH (取25℃下的特性量值)。
δpH =pHmax -pHmin
C (2)
式中:
δpH ———重复性;
pHmax ———测量最大值;
pHmin ———测量最小值;
C———极差系数,C=1.69。
5.2 加热单元温度设定误差
将数字温度计传感器放置加热单元相应位置,当加热单元温度达到设定温度后,每
分钟记录1次温度计读数,共计3次,按公式(3)计算温度设定误差。
ΔT =TS -T
- (3)
式中:
ΔT ———温度设定误差,℃;
TS ———加热单元温度设定值,℃;
T -
———温度计3次测量的算术平均值,℃。
注:空气浴形式加热单元将温度计传感器置于箱体中部;水浴形式加热单元将温度计传感器浸
入水中;金属浴形式加热单元将温度计传感器充分贴合至加热金属表面。
5.3 通道一致性
按照试验要求,在每个样品杯中加入相同油样和蒸馏水,测定每个样品杯中油样的
水溶性酸,按公式(4)计算通道一致性。
ΔpHu =pHumax -pHumin (4)
式中:
ΔpHu ———通道一致性;
pHumax ———测量最大值;
pHumin ———测量最小值。
6 校准结果表达
校准结果应在校准证书上反映。校准证书应至少包括以下信息:
a)标题:“校准证书”;
b)实验室名称和地址;
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c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);
d)证书的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;
e)客户名称和地址;
f)被校仪器的制造单位、名称、型号及编号;
g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对象的
接收日期;
h)校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;
i)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;
j)校准环境的描述;
k)校准结果及其测量不确定度的说明;
l)对校准规范的偏离的说明(如有);
m)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;
n)校准结果仅对被校对象有效的声明;
o)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。
7 复校时间间隔
仪器复校时间间隔建议不超过12个月。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用
情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的,因此送校单位可根据实际使用情况自
主决定复校时间间隔。
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附录A
校准原始记录参考格式
证书编号: 原始记录编号:
送校单位:
制造厂: 仪器型号: 仪器编号:
环境温度: ℃ 环境相对湿度: % 校准日期:
校准依据: 校准员: 核验员:
校准用测量标准和有证标准物质:
名称型号规格证书编号不确定度/最大允许误差有效期至
一、仪器测量示值误差及重复性
测量杯
测量点
实测值
(pH)
标准值
(pH,25℃) 1 2 3
测量
平均值
(pH)
示值
误差
(pH)
扩展
不确定度
U(k=2)
重复性
(pH)
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二、加热单元温度设定误差
设定值
℃
实测值
℃
1 2 3
测量平均值
℃
设定误差
℃
三、通道一致性
测量杯1 2 3 4 5 6
测量值(pH)
通道一致性(pH)
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附录B
校准证书(内页)参考格式
一、仪器测量示值误差及测量重复性
测量杯
标准值
pH (25℃)
示值误差
pH
扩展不确定度
U(k=2)
重复性
pH
二、加热单元温度设定误差
三、通道一致性
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附录C
pH 测量示值误差测量不确定度评定示例
C.1 概述
C.1.1 环境条件
温度(5~40)℃,相对湿度≤80%。
C.1.2 校准用标准物质
混合磷酸盐pH 标准物质,扩展不确定度不大于0.01 (k=2)。
C.1.3 测量方法
选择一台性能稳定、工作正常的仪器,该仪器有3个样品杯,开机预热,待仪器稳
定工作后,选取pH 为6.86的混合磷酸盐pH 标准物质,所有样品杯重复测量3次,
记录仪器测量值。
C.2 测量模型及不确定度计算公式
C.2.1 建立测量模型
按照式(C.1)计算仪器测量示值误差:
ΔpHS =pH-pHSS (C.1)
式中:
ΔpHS ———示值误差;
pH ———3次测量的算术平均值;
pHSS ———标准溶液pH (取25℃下的特性量值)。
C.2.2 不确定度计算公式
示值误差测量不确定度来源于测量结果平均值(pH)引入的不确定度和校准点的
标准值(pHSS)引入的不确定度,各测量不确定度不相关,则有:
u2c ΔpHS =c21u2 pH +c22u2 pHSS (C.2)
灵敏系数为:c1=∂ ΔpHS
∂ pH =1;c2=∂ ΔpHS
∂ pHSS =-1。
由公式(C.2)可得合成标准不确定度计算公式(C.3):
uc ΔpHS = c21u2 pH +c22u2 pHSS (C.3)
式中,uc ΔpHS 、u pH 、uc pHSS 分别是示值误差的不确定度以及测量平均
值、校准点的标准值两个输入量引入的不确定度分量。
C.3 标准不确定度分析与评定
C.3.1 不确定度分量来源及其描述
不确定度分量来源及其描述见表C.1。
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表C.1 不确定度分量来源及其描述
量不确定度来源分量描述
pH
测量平均值引入的
不确定度
测量重复性引入的不确定度分量u1 pH
读数分辨力引入的不确定度分量u2 pH
pHSS
校准点的标准值引入
的不确定度
有证标准物质定值引入的不确定度分量u1 pHSS
温度变化引入的不确定度分量u2 pHSS
C.3.2 输入量pH的标准不确定度u pH 的评定
输入量pH的标准不确定度分量u pH 的来源有两个,一是测量重复性引入的不
确定度分量u1 pH ;二是读数分辨力引入的不确定度分量u2 pH 。
C.3.2.1 测量重复性引入的不确定度分量u1 pH
测量重复性引入的不确定度分量u1 pH ,可通过连续测量得到测量列,采用A类
方法进行评定。
选择一台性能稳定、工作正常的仪器,选取标准pH 为6.86测量点,该仪器有
3个样品杯,各样品杯连续测量10次,所得测量数据及单次测量标准偏差如表C.2
所示。
表C.2 各样品杯测量结果及测量标准偏差
测量结果(pH)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
标准偏差
s
样品杯1 6.8 6.8 6.8 6.9 6.9 6.8 6.9 6.9 6.8 6.8 0.052
样品杯2 6.8 6.8 6.9 6.9 6.8 6.8 6.9 6.9 6.8 6.8 0.052
样品杯3 6.8 6.9 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 6.9 6.8 6.8 0.042
合并样本标准偏差得:
sp = 1 mΣm
j=1
s2j
=0.049
由于实际测量是在重复性条件下测量3次,以3次的算术平均值为测量结果,则被
校仪器的示值重复性引入的不确定度分量u1(pH):
u1 pH =0.049
3 =0.028
C.3.2.2 读数分辨力引入的不确定度分量u2 pH
自动水溶性酸测定仪的最小分度值为0.1,则由仪器读数分辨力引入的不确定度分
量u2 pH :
u2 pH = 0.1
2 3 =0.029
则输入量pH的标准不确定度为:
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u pH = u21 pH +u22 pH =0.040
C.3.3 输入量pHSS 的标准不确定度u pHSS 的评定
输入量pHSS 的标准不确定度分量u pHSS 的来源有两个,一是有证标准物质定值
引入的不确定度分量u1 pHSS ,二是温度变化引入的不确定度分量u2 pHSS 。
C.3.3.1 有证标准物质定值引入的不确定度分量u1 pHSS
查标准物质证书,得混合磷酸盐pH 标准物质的扩展不确定度U =0.01 (k=2),
按B类方法进行评定,则:
u1 pHSS =0.01
2 =0.005
C.3.3.2 温度变化引入的不确定度分量u2 pHSS
查标准物质证书,得混合磷酸盐pH 标准物质在校准环境温度范围为5 ℃~40 ℃
内的pH 标准值变动范围为6.95~6.84,本实验过程环境温度波动度取极限条件5℃~
40℃,5℃温度下的pH 标准值6.95较40℃温度下的pH 标准值6.84的pH 变化值为
0.11,按B类方法进行评定,假设其服从均匀分布,故温度变化影响引入的不确定
度为:
u2 pHSS =0.11
2 3 =0.032
则校准点的标准值引入的标准不确定度为:
u pHSS = u21 pHSS +u22 pHSS =0.032
C.4 不确定度分量汇总表
不确定度分量汇总表见表C.3。
表C.3 不确定度分量汇总表
量不确定度来源标准不确定度
pH 测量平均值引入的不确定度0.040
pHSS 校准点的标准值引入的不确定度0.032
C.5 合成标准不确定度
按式(C.3)计算合成标准不确定度:
uc ΔpHS = c21u2 pH +c22u2 pHSS = 0.040×12+0.0322× -1 2 =0.05
C.6 扩展不确定度
取包含因子k=2,U =k·uc ΔpHS =0.1,则pH为6.86校准点的测量示值误差
校准结果的扩展不确定度为:
U =0.1,k=2
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附录D
油样水溶性酸测定方法(酸度计法)
量取50mL油样于250mL锥形瓶内,加入刚煮沸的蒸馏水50mL,加热(禁止明
火)至70℃~80℃,并在此温度下摇动5min。
将锥形瓶中的液体倒入分液漏斗内,待油水分层并冷却至室温,下层为待测的水溶
液。将复定位后的电极和测试烧杯反复用水(除盐水或二次蒸馏水)冲洗2次以上,再
用待测的下层水溶液冲洗2次以上,然后取适量待测水溶液于测试烧杯中,立即将电极
浸入烧杯中水溶液内进行测试,读取酸度计指示的pH。
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