Автор: Пользователь скрыл имя, 22 Октября 2012 в 14:46, курсовая работа
Целью выполнения курсового проекта является разработка методики расчета неопределенности измерений массовой концентрации альдегидов в водке.
Представлена характеристика разделов методики, описаны этапы процесса оценивания неопределенностей, выявлены входные величины, являющиеся источниками неопределенностей измерений. На основании анализа входных величин составлена диаграмма причины-следствия. Проведен расчет суммарной и расширенной неопределенности определения концентрации альдегидов. Составлен бюджет неопределенности.
В результате разработана методика расчета неопределенности измерений массовой концентрации альдегидов в водке.
Введение……………………………………………………………………………...5
1 Методика выполнения измерений………………………………………………...6
2 Теоретические основы расчета неопределенностей измерений……………….10
3 Разработка методики расчета неопределенностей определения массовой концентрации альдегидов……………………………………………………………………..17
4 Пример расчета неопределенности измерений……………………………...….19
Заключение……………………………………………………………………….....26
Список использованной литературы……………………………………………....27
Приложение А. Методика расчета неопределенности измерений определения массовой концентрации альдегидов в водке ……………………………………………28
Если стандартная
- k = 1,65, р = 0,95;
- k = 1,71, р = 0,99.
2.7 Представление результата
Если мерой неопределенности является суммарная стандартная неопределенность ис(у), то результат может быть записан так:
результат: y (единиц) при стандартной неопределенности uс(у) (единиц)
Если мерой неопределенности является расширенная неопределенность U то лучше всего указывать результат в виде:
результат: (у ±U) (единиц) /1,2/.
3 Разработка методики расчета неопределенностей определения массовой концентрации альдегидов
Методика расчёта неопределённостей является документом, содержащим математический анализ точности проведения измерений. Она состоит из следующих разделов:
В разделе «Назначение методики» указывается назначение методики, ТНПА на метод испытаний и ТНПА, в соответствии с требованиями которого разработана данная методика.
В разделе "Измерительная задача" содержится суть метода измерений и используемое оборудование, используемое для проведения измерения, с указанием соответствующего ТНПА на оборудование.
Раздел «Модель измерения» содержит основополагающую формулу, являющуюся функциональной зависимостью, которая связывает измеряемую величину с другими величинами, которые входят в модель и являются источниками неопределенностей. Все выявленные источники неопределенностей отражаются на диаграмме причина-следствие.
В разделе
«Результаты измерения» приводится
представление результатов
В разделе «Анализ входных величин» выявляются источники неопределённостей. Для каждой входной величины определяется тип неопределённости, вид распределения, устанавливается оценённое значение, интервал, в котором находится значение входной величины, и стандартная неопределённость.
Раздел «Корреляция» содержит информацию о корреляции водных величин – о связи между входными величинами.
В разделе «Суммарная неопределенность» рассчитывается суммарная неопределенность всех влияющих величин, которая представляет собой стандартное отклонение оценки выходной величины или результата измерения и характеризует разброс значений, которые могут быть с достаточным основанием приписаны измеряемой величине.
В разделе «Расширенная неопределенность» рассчитывается расширенная неопределенность как произведение стандартной неопределенности и коэффициента охвата, значение которого зависит от вида распределения.
В разделе «Полный результат измерения» представляется полный результат измерений с учетом стандартной неопределенности.
«Бюджет неопределённости» содержит обобщенную информацию полученных и проанализированных данных в количественной форме о входных величинах с целью облегчения расчета значения стандартной неопределенности выходной величины. Бюджет неопределенности используется для анализа вкладов от каждого источника неопределенности в суммарную неопределенность, корректировки модели измерения или поиска способов уменьшения влияния некоторых источников неопределенности.
.
4 Пример расчета неопределенностей
1 Метод испытаний
Метод измерения массовой концентрации альдегидов в водке проводится по ГОСТ 5363 /3/.
Массовая концентрация альдегидов , мг/дм3 вычисляется согласно [Приложению А] формула (А.1):
где 21,21 и 1,30 – постоянные коэффициенты, полученные экспериментально;
D-оптическая плотность.
2 Используемое оборудование
Весы лабораторные общего назначения 3-го класса точности по ГОСТ 24104 с наибольшим пределом взвешивания 200г
Колориметр фотоэлектрический лабораторный (фотоэлектроколориметр) КФК-3
3 Математическая модель измерения
Выявленные источники неопределенности представим на диаграмме «причина - следствие» , приведенной в приложении А рисунке А.1.
mпир. D
mпир.лин
.
mпир.в..
Vt Vt1 Vt2 Vt3
.
V V1
Vр-ра пир. V кислоты. V водки Vр-ра пир.
Рисунок А.1
Все величины, вносящие вклад в неопределенность приведены в таблице А.1 из приложения А.
Таблица А.1 - Величины вносящие вклад в неопределенность
№п.п |
Влияющая величина |
Обозначение |
Единица измерения |
1 |
Масса навески пирогаллола |
mпир. |
г |
1.1 |
Нелинейность весов |
mпир.лин. |
г |
1.2 |
Воспроизводимость весов |
mпир.в.. |
г |
1.3 |
Неточность считывания весов |
mпир.сч. |
г |
2 |
Объем раствора пирогаллола |
Vр-ра пир. |
см3 |
|
2.1 |
Объем колбы |
V |
см3 |
|
2.2 |
Поправка по объему на температуру |
Vt |
см3 |
|
3 |
Объем Н2SO4 для анализа |
V кислоты |
см3 |
|
3.1 |
Объем пипетки |
V1 |
см3 |
|
3.2 |
Поправка по объему на температуру |
Vt1 |
см3 |
|
4 |
Объем водки для анализа |
V водки |
см3 |
|
4.1 |
Объем пипетки |
V2 |
см3 |
|
4.2 |
Поправка по объему на температуру |
Vt2 |
см3 |
|
5 |
Объем пирогаллола для анализа |
V пир. |
см3 |
|
5.1 |
Объем пипетки |
V3 |
см3 |
|
5.2 |
Поправка по объему на температуру |
Vt3 |
см3 |
|
6 |
Оптическая плотность |
D |
|
Погрешность ФЭКа |
Dпр |
||
|
7 |
Сходимость результатов измерений и среднего арифметического |
% |
4 Результаты измерения
Результатом измерения является среднее арифметическое двух параллельных измерений, рассчитанных по формуле (А.1).
Полученные результаты измерения и результаты расчета представлены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 – Результаты измерений
Номер измерения |
Значение оптической плотности D |
Массовая концентрация альдегидов сал , мг/дм3 |
|
1 |
0,124 |
1,330 |
2 |
0,126 |
1,372 |
среднеариф-метическое |
0,125 |
1,351 |
Таким образом, конечный результат рассчитывается по формуле (4.1):
5 Анализ входных величин
Анализ входных величин представлен в таблице 4.2.
Таблица 4.2 – Анализ входных величин
Входная величина |
Описание входной величины |
1 |
2 |
mпир. |
1) Нелинейность весов, mпир.лин. Тип неопределенности: В Вид распределения: прямоугольное Оцененное значение: mпир. Интервал, в котором находится значение входной величины: ±0,005 г. Стандартная неопределенность: 2) Воспроизводимость весов, mпир.в.. Тип неопределенности: В Вид распределения: прямоугольное Оцененное значение: mпир. Интервал, в котором находится значение входной величины: ±0,005 Стандартная неопределенность: 3) Неточность считывания весов, mпир.сч. Тип неопределенности: В Вид распределения: прямоугольное Оцененное значение: mпир. Интервал, в котором находится значение входной величины: ±0,5· ЕМП (единица младшего считывания разряда) = = ±0,5·0,005 = ±2,5·10-3 Стандартная неопределенность: |
|
Vр-ра пир |
1) Объем колбы, V Тип неопределенности: В Вид распределения: треугольное Оцененное значение: Vр-ра пир. Интервал, в котором находится значение входной величины: ± 0,1 Стандартная неопределенность: |
Продолжение таблицы 4.2
1 |
2 |
2) Поправка по объему на температуру,Vt Тип неопределенности: В Вид распределения: прямоугольное Оцененное значение: Vр-ра пир. Интервал, в котором находится значение входной величины: посуда калибрована при температуре 200С, когда в лаборатории температура колеблется (20 ± 5)0С, то неопределенность, вызванную этим эффектом, можно вычислить исходя из указанного диапазона температур и коэффициента объемного расширения равного 2,1·10-4 0С-1
| |
|
V кислоты |
1) Объем пипетки, V1 Тип неопределенности: В Вид распределения: треугольное Оцененное значение: V кислоты Интервал, в котором находится значение входной величины: ± 0,02 Стандартная неопределенность: 2) Поправка по объему на температуру, Vt1 Тип неопределенности: В Вид распределения: прямоугольное Оцененное значение: V кислоты Интервал, в котором находится значение входной величины: ± 0,02 Стандартная неопределенность: |
|
V водки |
1) Объем пипетки, V2 Тип неопределенности: В Вид распределения: треугольное Оцененное значение: V водки Интервал, в котором находится значение входной величины: ± 0,05 Стандартная неопределенность: 2) Поправка по объему на температуру, Vt2 Тип неопределенности: В Вид распределения: прямоугольное Оцененное значение: V водки Интервал, в котором находится значение входной величины: ± 0,05 |
Окончание таблицы 4.2
1 |
2 |
Стандартная неопределенность: | |
|
V пир. |
1) Объем пипетки, V3 Тип неопределенности: В Вид распределения: треугольное Оцененное значение: V пир. Интервал, в котором находится значение входной величины: ± 0,02 Стандартная неопределенность: 2) Поправка по объему на температуру, Vt3 Тип неопределенности: В Вид распределения: прямоугольное Оцененное значение: V пир. Интервал, в котором находится значение входной величины: ± 0,02 Стандартная неопределенность: |
|
D |
1) Погрешность ФЭКа, Dпр Тип неопределенности: В Вид распределения: прямоугольное Оцененное значение: D Интервал, в котором находится значение входной величины: ± 0,005 Стандартная неопределенность: |
|
|
1)Сходимость метода, Тип неопределенности: В Вид распределения: нормальное Оцененное значение: Интервал, в котором находится значение входной величины: ± 0,05 Стандартная неопределенность: |