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界面張力儀測量方法與標準
來源：品牌與標準化 瀏覽 517 次 發布時間:2024-07-05
界面指的是兩相接觸的約幾個分子厚的過渡區，分子間的作用力形成液體的張力，張力值大小能夠反映物理化學性質及其物質組成，是相關行業考量產品質量的重要指標之一。界面張力儀能夠測量各類液體的表面張力（液-氣相界面）和液體的界面張力（液-液相界面），因此在石油、化工、食品、電力等行業均有十分廣泛的應用。
1概述
1.1測量依據
測量依據為JJF 1464-2014《界面張力儀》。
1.2測量標準
F1等標準質量砝碼。
1.3測量方法
先將裝置清零，然后按照力值遞增方向逐點施加砝碼，記錄被測儀器的示值，該過程重復測量三次，計算測量數據的算數平均值作為測量結果，按照式（1）計算示值誤差。
2數學模型及不確定度傳播率
2.1數學模型
[q=F-FS]
其中：q——示值誤差;
FS——為根據質量砝碼作用計算的理論張力值;
F——為被測儀器的顯示值。
2.2靈敏系數
[c1=qF=1]，[c2=qFS=-1]
3不確定度的來源
不確定度的來源主要有讀數分辨力的不確定度、測量重復性的不確定度和理論張力值的不確定度。
4標準不確定度評定
對一臺界面張力儀進行檢測，得到各個測量點的結果，如表1所示。
4.1測量重復性的不確定度[u（S1）]
由于測量次數為3次，因此選用極差法。由表1可知，測量點為20 mN/m時，極差為0.02 mN/m，此時極差系數為1.69，則：
[u（S1）=0.02/1.69=0.0119]mN/m
4.2讀數分辨力的不確定度[u（S2）]
讀數分辨力為0.01 mN/m，則：
[u（S2）=（0.01/2）/1.732=0.00289]mN/m。
4.3理論張力值的不確定度[u（S3）]
理論張力值的計算公式為：
[Fs=m×g2×S]
其中：m——標準砝碼的質量;
g——重力加速度，常數;
S——鉑金環的計算常數，常數。
數學模型：
[u2S3=c23u2m]
靈敏系數：
[c3=g2S]
標準砝碼為F1等，100 mg的最大允許誤差為±0.05 mg，[u（m）=0.05/1.732=0.029]mg，計算得到：
[u（S3）==0.00598]mN/m
5合成標準不確定度[uc]
[uS2]小于[uS1]，合成時只考慮[uS1]，且各分量彼此互不相關，則：
[uc=u2S1+u2S3=0.0134]mN/m
6擴展不確定度
取[k=2]，[U=kuc=0.03]mN/m。
7擴展不確定度匯總表
其它各個測量點的評定方法和過程與上述內容類似，其中300 mg標準值是利用一個100 mg砝碼與一個200 mg砝碼疊加得到，400 mg標準值是利用兩個200 mg砝碼疊加得到，在這兩個測量點下計算[u（S3）]的時候，應將兩個標準砝碼的MPE引入的不確定度先合成一次，然后再利用靈敏系數計算得到[u（S3）]。經過計算得到各個測量點的擴展不確定度，如表2所示。