Разработка методики рассчета неопределенностей измерений

8) расчет суммарной неопределённости;

9) расширенная неопределённость;

10) полный результат измерения;

11) Бюджет.

В данной курсовой работе разработана методика расчёта неопределённости измерения массового содержания сахара в ликероводочных изделиях.[1]

В разделе "Назначение" представлена информация о методе, для которого проводится расчёт неопределённости, а также указан документ, в соответствии с которым разработана методика.

В разделе "Измерительная задача" приведена суть метода и используемое оборудование с указанием соответствующего ТНПА.

Раздел «Модель измерения» содержит непосредственно формулу расчёта измеряемой величины, то есть составлена модель измерения и приведены также все возможные источники неопределённости.

В разделе "Результаты измерений" ставится конкретная задача измерения, а также способ её решения.

В разделе "Стандартная неопределённость" рассчитывается суммарная, стандартная неопределенности, которые представляют собой стандартные отклонения выходной величины. Расчёт расширенной неопределённости проводится путём умножения стандартной неопределённости выходной величины на коэффициент охвата.

В разделе «Полный результат измерения» представлен конечный результат, который состоит из оценки выходной величины и неопределенности.

В приложении размещается бюджет неопределённости.

4 Пример расчета неопределенностей

Методика расчёта неопределённости метода определения массового содержания сахара в ликероводочных изделиях описана в Приложении А. В данном же разделе приведены расчеты стандартных неопределённостей всех входных величин, а также рассчитаны суммарная и расширенная неопределённости.

1) В ходе проведения испытаний было проведено 4 параллельных опытов по определению массовой концентрации сахара в ликероводочных изделиях.

                     1) опыт: D1 = 1,508

           2) опыт: D2 = 1,173

           3) опыт: D3 = 1,602

           4) опыт: D4 = 1,203

2) Расчёт стандартных неопределённостей всех входных величин представлен в таблице 3.

Таблица 3

Продолжение таблицы

Продолжение таблицы

Продолжение таблицы

3) Рассчитаем суммарную неопределённость.

,

где n и K рассчитываются по формулам:

Массовая концентрация сахара рассчитывается по формуле:

     =0,004*0,00877=0,000035 г/100см3

4) Расширенная неопределённость рассчитывается как произведение суммарной неопределённости на коэффициент охвата, который для выбранного уровня доверия Р=95 % k=2.

U = k · Uc = 2 · 0,000035 = 0,0001 г/100см3

5)  Полный результат измерения имеет следующий вид:

(0,004 ± 0,0001 ), г/100см3

6) Бюджет неопределённости приведен в Приложении Б.

Заключение

В ходе данного курсового проекта была разработана методика расчёта неопределённостей измерения массовой доли сахара в ликероводочных изделиях. Была составлена модель проведения измерения, диаграмма «причина-следствие», на которую были нанесены выявленные источники неопределенностей измерения физической величины. В работе произведен  анализ входных величин и рассчитаны их стандартные неопределённости.  Рассчитан бюджет неопределенностей данного метода измерения, который приведен в приложении Б.

Суммарная стандартная неопределённость в данной работе составила 0,00004 г/100см3 – это говорит о том, что данный метод является достаточно точным для измерения массовой доли сахара в ликероводочных изделиях.

В ходе работы произведен аналитический обзор литературы по расчету неопределенностей.

Список использованных источников

1. Ламоткин, С.А., Егорова, З.Е., Заяц, Н.И. Основы стандартизации,

сертификации, метрологии. – Мн.: БГТУ, 2005. – 372

2. ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2000 «Общие требования к компетентности

испытательных и калибровочных лабораторий». ИПК Издательство стандартов,2001.

3. ГОСТ Р 51135-96 «Изделия ликероводочные. Методы анализа»

4. Руководство по выражению неопределенности измерения: Санкт-Петербург 1998г

     5. СТП БГТУ 002-2007. Проекты (работы) курсовые. Требования и порядок подготовки, предоставление к защите и защита.

6. Количественное описание неопределенности в аналитических измерениях. Руководство ЕВРАХИМ/СИТАК.

Приложение А

Методика

расчёта неопределённости измерения

массовой доли сахара в ликероводочных изделиях

Минск 2010

1.      Назначение

Данный документ устанавливает методику расчета неопределенности метода определения массовой доли сахара в ликероводочных изделиях по ГОСТ 51135-96.

Методика разработана в соответствии с требованиями СТБ ИСО/МЭК 17025-2001 согласно «Руководства по выражению неопределенности».

          2. Измерительная задача

Метод измерения: фотоэлектроколориметрический метод с применением антронового реагента основан на расщеплении сложных углеводов до моносахаридов в сильнокислой среде с последующей их гидратацией и образованием   оксиметилфурфурола, образующего при реакции с антроном комплексное  соединение синевато – зеленого цвета. Интенсивность образовавшейся окраски  пропорциональна содержанию сахаров в реакционной среде.

Используемое оборудование и реактивы:

Весы лабораторные общего назначения не ниже 2-го класса точности по ГОСТ 24104 с наибольшим пределом взвешивания 200 г.

Колориметр фотоэлектрический лабораторный (фотоэлектроколориметр) типа КФК-3 или других типов с аналогичными техническими характеристиками.

Секундомер по НД.

Термометры жидкостные стеклянные с ценой деления 0,1 или 0,5 ◦C по   ГОСТ 28498.

Баня водяная.

Воронки лабораторные по ГОСТ 25336.

Колбы 1-100-2, 1-200-2 и 1-250-2 по ГОСТ 1770.

Пробирки вместимостью 25 см3 с пришлифованными пробками по НД.

Пипетки 1-2-2-5 и 1-2-2-10 по ГОСТ 29227.

                     Бюретки 1-1-2-25-0,1 и 1-1-2-50-0,1 по ГОСТ 29251.

                     Цилиндр 1-250 по ГОСТ 1770.

                     Стаканчики для взвешивания по ГОСТ 25336.

                     Стаканы ВН-100 по ГОСТ 25336.

                     Кислота серная по ГОСТ 4204.

                     Сахароза, ч. д. а., по ГОСТ 5833.

                     Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

                     Антрон, х.ч.

3. Модель измерения

3.1 Математически зависимость между выходной величиной с и входными величинами выражается формулой:

    ,      (1)

где n –  коэффициент разведения;

      D –  оптическая плотность;

      К –  коэффициент пропорциональности, устанавливаемый экспериментально по формуле.

      (2)

              (3),

где с – массовая концентрация раствора сахарозы, г/100см3,

      D –  оптическая плотность,

      V1 – объем испытуемого раствора, см3,

      V3 – объем испытуемого раствора, см3,

      Vt – вместимость колбы, см3,

      V4 – объем испытуемого раствора, взятого для инверсии см3 (25 см3)

3.2 Представление зависимости измеряемой величины от источников

  неопределенности в виде причинно – следственной диаграммы. Данная диаграмма 

  приведена в приложении В.

3.3 Все входные величины приведены в таблице 1.

     Таблица 1