JJG 757-2018实验室离子计-（高清版）.pdf

中华人民共和国国家计量检定规程J J G7 5 72 0 1 8实 验 室 离 子 计L a b o r a t o r yI o nM e t e r s 2 0 1 8-1 2-2 5发布2 0 1 9-0 6-2 5实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布实验室离子计检定规程V e r i f i c a t i o nR e g u l a t i o no fL a b o r a t o r yI o nM e t e r sJ J G7 5 72 0 1 8代替J J G7 5 72 0 0 7 归 口 单 位:全国物理化学计量技术委员会 主要起草单位:中国测试技术研究院 参加起草单位:呼伦贝尔市产品质量计量检测所 本规程委托全国物理化学计量技术委员会负责解释J J G7 5 72 0 1 8本规程主要起草人:袁 礼(中国测试技术研究院)谢 琪(中国测试技术研究院)邵志新(中国测试技术研究院)参加起草人:西吉乐(呼伦贝尔市产品质量计量检测所)J J G7 5 72 0 1 8目 录引言()1 范围(1)2 概述(1)3 计量性能要求(1)4 通用技术要求(2)4.1 外观及初步检查(2)4.2 通电检查(2)5 计量器具控制(2)5.1 检定条件(2)5.2 检定用设备(2)5.3 有证标准物质(3)5.4 检定项目(3)5.5 检定方法(4)5.6 检定结果(7)5.7 检定周期(7)附录A 氟离子标准溶液的制备方法(8)附录B 实验室离子计检定原始记录格式(9)附录C 检定证书/检定结果通知书内页格式(1 4)J J G7 5 72 0 1 8引 言本规程是以J J F1 0 0 12 0 1 1 通用计量术语及定义、J J F1 0 0 22 0 1 0 国家计量检定规程编写规则为基础和依据,对J J G7 5 72 0 0 7 离子计进行修订的。与J J G7 5 72 0 0 7 离子计相比,除编辑性修改外,主要技术内容有如下变化:规程名称修改为 实验室离子计;删除了0.2级、0.0 2级和0.0 5级实验室离子计的计量性能要求;删除了绝缘电阻、活度示值误差、输出误差、稳定性、电源电压适应性、以及指针式模拟调整的斜率调节器范围、等电位调节器调节范围、定位调节器调节范围等检定项目;删除了原规程附录A、附录B、附录C、附录D;修改了检定环境条件(见5.1);修改了检定设备和有证标准物质的要求(见5.2、5.3);修改了计量性能要求(见表1);修改了检定线路联接图(见图1);修改了电计示值误差(原示值误差)、电计输入电流(原输入电流)、电计输入阻抗(原输入阻抗)、电计示值重复性(原重复性)、电计p X温度补偿误差(原温度补偿器误差)、温度示值误差(温度测量误差)等项目的试验方法(见5.5.45.5.9);增加了仪器p X示值误差和仪器p X示值重复性试验方法和计量性能要求(见5.5.1 0和表1);增加了附录A氟离子标准溶液的制备方法。本规程的历次发布情况:J J G7 5 72 0 0 7;J J G7 5 71 9 9 1。J J G7 5 72 0 1 8实 验 室 离 子 计1 范围本规程适用于电极电位法测量溶液中离子活度的实验室通用离子计的首次检定、后续检定和使用中检查。2 概述实验室离子计(以下简称仪器)是一种用于测量溶液中离子活度的电化学分析仪器,主要由电计和测量电极两部分组成。电计由阻抗转换器、电位放大器、功能调节器和显示器组成,测量电极包含离子选择电极和参比电极。利用仪器测量溶液中离子含量时,都采用比较法测量,首先通过测量由标准溶液、离子选择电极与参比电极构成电池的电动势,对离子计进行校准,然后用同一对电极测量待测溶液,电池的电动势可以直接显示为电位值,也可以经电计转换后显示为p X或浓度等。电池的电动势E与被测溶液中离子活度x的关系为:E=E0l n 1 0R Tn Fl gx(1)式中:E0 起始电位,V;R 气体常数,8.3 1 44 5 98(4 8)JK-1m o l-1;T 热力学温度,K;n 离子的电荷数;F 法拉第常数,9 64 8 5.3 3 28 9(5 9)Cm o l-1。E0包括离子选择电极的标准电极电位、参比电极电位和液接界电位等。l n 1 0R Tn F称为电极的理论斜率,用k表示;将-l gx用p X表示,则式(1)为:E=E0kp X(2)当被测离子为正离子时,k前用“-”;当被测离子为负离子时,k前用“+”。起始电位E0通过标准溶液和离子计调节后消除:E=kp X(3)在溶液中,离子活度与离子浓度的关系为:x=xmx(4)式中:x 活度系数;mx 离子浓度。3 计量性能要求仪器的计量性能要求见表1。1J J G7 5 72 0 1 8表1 计量性能要求计量性能仪器级别0.1级0.0 1级0.0 0 1级电计电位示值误差不超过1%F S不超过0.1%F S不超过0.0 3%F S电计p X示值误差不超过0.0 5不超过0.0 1不超过0.0 0 2电计p X示值误差不超过0.1不超过0.0 2不超过0.0 0 5电计电位示值重复性2mV0.5mV0.1mV电计p X示值重复性0.0 20.0 0 50.0 0 1电计输入电流1 0p A2p A1p A电计输入阻抗0.3T 1T 3T 电计p X温度补偿误差不超过0.0 5不超过0.0 1不超过0.0 0 2电计p X温度补偿误差不超过0.1不超过0.0 2不超过0.0 0 5温度示值误差不超过0.5不超过0.5不超过0.3仪器p X示值误差不超过0.2不超过0.0 5不超过0.0 2仪器p X示值重复性0.0 50.0 20.0 0 5 注1:p X为一价离子;p X为二价离子。注2:数字显示仪器的最大允许误差,为表中给定p X值最小显示值。4 通用技术要求4.1 外观及初步检查4.1.1 仪器外观结构应完好无损,各紧固件无松动。仪器铭牌应清晰标明其名称、型号、出厂编号、制造厂名等。4.1.2 电极插孔应完好、清洁、干燥。电极应粘接牢固,完整光洁;电极的导线不应有烫伤;芯线、屏蔽线与电极的插头接触应良好,无松动现象。4.2 通电检查通电后,各调节器应能正常调节,显示应清晰、完整。5 计量器具控制计量器具控制包括首次检定、后续检定和使用中检查。5.1 检定条件检定时室内温度(2 03),相对湿度2 0%8 0%,附近无机械振动和电磁干扰。5.2 检定用设备5.2.1 p H计检定仪(以下简称检定仪):准确度等级0.0 0 06级;5.2.2 恒温水槽:恒温范围(55 0),温度均匀性不大于0.2,温度波动性不大于0.1;2J J G7 5 72 0 1 85.2.3 温度计:测量范围(05 0),分度值0.1,最大允许误差不超过0.1;5.2.4 电子天平:分度值不大于0.1m g,准确度等级级;5.2.5 分度吸量管或单标线吸量管、单标线容量瓶:准确度等级A级。以上检定用设备均应经过检定或校准,并符合要求。5.3 有证标准物质应使用经政府计量行政部门批准的纯度有证标准物质,按附录A配制。检定用标准溶液见表2,其浓度扩展不确定度:Ur e l0.5%,k=2。表2 仪器检定用标准溶液标准溶液序号标准溶液名称标准溶液浓度/(m o l/L)B 1氟离子溶液11 0-2B 2氟离子溶液11 0-3B 3氟离子溶液11 0-4 注:配用其他类型离子选择电极的仪器可选用相应的3种浓度的离子标准溶液。5.4 检定项目检定项目见表3。表3 检定项目表序号检定项目首次检定后续检定使用中检查1外观及初步检查+2通电检查+3电计电位示值误差+-电计p X示值误差+-4电计电位示值重复性+-电计p X示值重复性+-5电计输入电流+-6电计输入阻抗+-7电计p X温度补偿误差+-8温度示值误差+9仪器p X示值误差+1 0仪器p X示值重复性+注1:凡需检定的项目用“+”表示;不需检定的项目用“-”表示。注2:在后续检定中,有电位显示的仪器,电计示值误差和电计示值重复性只进行电计电位的检定。注3:对于电位-p X示值全数字转换的仪器,电计p X温度补偿误差不作要求。3J J G7 5 72 0 1 85.5 检定方法检定前按照仪器使用说明书要求预热。5.5.1 检定按下图联接线路图1 电计检定线路联接图5.5.2 外观及初步检查按4.1要求,用目视和手动进行检查。5.5.3 通电检查按4.2要求,用目视进行检查。5.5.4 电计示值误差5.5.4.1 电计电位示值误差按图1接好线路,接通开关K,高阻R短路,调节检定仪,使其输出标准电位信号值Eb,输入仪器电计,测量并记录电计电位示值。检定点为0 mV、1 0 mV、5 0mV、1 0 0mV、2 0 0mV直至仪器满量程电位值。用递增和递减的方法各测量1次,计算电计电位示值平均值Ea。按式(5)计算电计电位示值误差E。其中,取绝对值最大的为电计电位示值误差。E=Ea-EbEc1 0 0%(5)式中:Ec 仪器满量程电位值,mV。5.5.4.2 电计p X示值误差仪器温度补偿器置2 5.0。按图1接好线路,接通开关K,高阻R短路,调节检定仪,使其输出标准信号值p Xb,输入仪器电计,按照仪器说明书校准仪器后,测量并记录电计p X示值。在仪器p X量程范围内,检定点间隔为1。用递增和递减的方法各测量1次,计算电计p X示值平均值p Xa。对正负一价、二价离子测量档应分别进行检定。按式(6)计算电计p X示值误差 p X。其中,取绝对值最大的为电计p X示值误差。p X=p Xa-p Xb(6)5.5.5 电计示值重复性5.5.5.1 电计电位示值重复性按图1接好线路,断开开关K,高阻R接通,调节检定仪,使其输出标准电位信号值3 0 0mV,输入仪器电计,测量并记录电计示值Ei。重复测量6次,按式(7)计算电计电位示值重复性sE。4J J G7 5 72 0 1 8sE=6i=1(Ei-Ei)25(7)式中:Ei 电计电位示值的平均值,mV。用同样的方法检定,当检定仪输出标准电位信号值-3 0 0mV时,电计电位示值重复性s E。取sE和s E中较大值为电计电位示值重复性。5.5.5.2 电计p X示值重复性仪器温度补偿器置2 5.0。按图1接好线路,断开开关K,高阻R接通,调节检定仪,使其输出标准电位信号值p X为6,输入仪器电计,测量并记录电计p X示值p Xi。重复测量6次,按式(8)计算电计p X示值重复性sp X。sp X=6i=1(p Xi-p Xi)25(8)式中:p Xi 电计p X示值的平均值。5.5.6 电计输入电流按图1接好线路,接通开关K,高阻R短路,调节检定仪,使其输出零电位,输入仪器电计,测量并记录电计电位示值EL 0;然后断开开关K,高阻R接通,再次记录仪器电计电位示值EH 0。重复测量3次,分别计算EL 0和EH 0的平均值EL 0和EH 0。按式(9)计算电计输入电流I。I=EL 0-EH 0R1 0-3(9)式中:R 检定仪高阻R的阻值,。对于没有电位显示功能的仪器,电计输入电流的检定方法:仪器温度补偿器置2 5.0。按图1接好线路,接通开关K,高阻R短路,调节检定仪,使其输出零电位,输入仪器电计,测量并记录电计p X示值p XL 0;然后断开开关K,高阻R接通,再次记录仪器电计p X示值p XH 0。重复测量3次,分别计算p XL 0和p XH 0的平均值p XL 0和p XH 0。按式(1 0)计算电计输入电流I。I=p XL 0-p XH 0kR1 0-3(1 0)式中:k 电极的理论斜率;R 检定仪高阻R的阻值,。5.5.7 电计输入阻抗按图1接好线路,接通开关K,高阻R短路,调节检定仪,使其输出标准电位信5J J G7 5 72 0 1 8号值3 0 0mV,输入仪器电计,测量并记录电计电位示值E0;然后断开开关K,高阻R接通,再次记录仪器电计示值E1。重复测量3次,分别计算E0和E1的平均值E0和E1。按式(1 1)计算电计输入阻抗Rd。Rd=E0E1-E0R(1 1)式中:R 检定仪高阻R的阻值,。用同样的方法检定,当检定仪输出标准电位信号值-3 0 0mV时,电计输入阻抗Rd。取Rd和Rd中较小值为电计输入阻抗。对于没有电位显示功能的仪器,电计输入阻抗的检定方法:仪器温度补偿器置2 5.0。按图1接好线路,接通开关K,高阻R短路,调节检定仪,使其输出标准电位信号值p X为6,输入仪器电计,测量并记录电计p X示值p X0;然后断开开关K,高阻R接通,再次记录仪器电计示值p X1。重复测量3次,分别计算p X0和p X1的平均值p X0和p X1。按式(1 2)计算电计输入阻抗Rd。Rd=p X0p X1-p X0R(1 2)式中:R 检定仪高阻R的阻值,。5.5.8 电计p X温度补偿误差5.5.8.1 手动温度补偿的仪器按图1接好线路,接通开关K,高阻R短路,仪器置p X测量功能,按照仪器说明书校准仪器。然后分别将温度补偿器调至5.0、2 5.0、4 5.0,调节检定仪,在每一温度检定点输出该温度下标准信号值p X为6,测量并记录电计p X示值。在每一温度检定点重复测量2次,计算电计p X示值平均值p X。按式(1 3)计算各检定温度点的电计p X温度补偿误差 p Xt。其中,取绝对值最大的为电计p X温度补偿误差。p Xt=p X-62(1 3)5.5.8.2 自动温度补偿的仪器按图1接好线路,接通开关K,高阻R短路,仪器置p X测量功能,按照仪器说明书校准仪器。然后将仪器的温度传感器与电子单元连接后,与温度计置于同一恒温水槽中,温度计和温度传感器尽量靠近。控制恒温水槽温度为各检定点温度,检定点温度选择同5.5.8.1。调节检定仪,在每一温度检定点输出该温度下标准信号值p X为6,测量并记录电计p X示值。在每一温度检定点重复测量两次,计算电计p X示值平均值p X。按式(1 3)计算各检定温度点的电计p X温度补偿误差 p Xt。其中,取绝对值最大的为电计p X温度补偿误差。对正负一价、二价离子测量档应分别进行电计p X温度补偿误差检定。6J J G7 5 72 0 1 85.5.9 温度示值误差将仪器的温度传感器与电子单元连接后,与温度计置于同一恒温水槽中,温度计和温度传感器尽量靠近。分别控制恒温水槽温度为5.0、2 5.0和4 5.0,同时读取温度计测得值TS和仪器温度测得值TM,按式(1 4)计算各检定温度点的温度示值误差T。其中,取绝对值最大的为温度示值误差。T=TM-TS(1 4)5.5.1 0 仪器p X示值误差与仪器p X示值重复性按照仪器说明书要求对离子选择电极和参比电极进行预处理。仪器温度补偿器置2 5.0,分别取表2中相同体积的B 1、B 2、B 3离子溶液,根据仪器说明书要求各加入相同的一定量的离子强度调节剂,作为标准溶液置于温度为2 5.0 的恒温水槽中。仪器用B 1标准溶液、B 3标准溶液进行校准,测量B 2标准溶液,记录仪器的示值p Xyi。重复测量6次,计算仪器p X示值平均值p Xy。按式(1 5)计算仪器p X示值误差 p Xy,按式(1 6)计算仪器p X示值重复性sy。p Xy=p Xy-p Xs(1 5)sy=6i=1(p Xyi-p Xy)25(1 6)式中:p Xs 被测溶液的标准值。5.6 检定结果5.6.1 首次检定,检定结果全部符合本规程要求的为合格仪器,发给检定证书。证书应给出各项检定结果数据和仪器级别。5.6.2 后续检定,当电计检定合格,若使用该仪器原带电极进行配套检定超出本规程要求时,检定单位可以选用别的合格的电极重新进行配套检定。更换电极后配套检定合格的仪器仍为合格仪器,发给检定证书,但应将该仪器原带电极配套检定结果通知送检单位。5.6.3 检定项目有不合格项,判定为该级别不合格的仪器,允许降级使用,但必须符合所降至级别的技术要求,按降级后的级别发给检定证书。若降至最低级别仍不合格,则判定为不合格,发给检定结果通知书,并注明不合格项目及数据。5.6.4 对修理后及长期存放后,计量性能可能有较大变化的仪器,其后续检定按首次检定要求进行。5.7 检定周期仪器的检定周期一般不超过1年。仪器修理后、更换电极或对测量结果有疑问时,应及时检定。7J J G7 5 72 0 1 8附录A氟离子标准溶液的制备方法氟离子标准溶液的制备方法参考了G B/T2 6 8 1 22 0 1 1 离子选择电极校准溶液制备方法中的方法。A.1 将氟化钠纯度有证标准物质放入称量瓶中,置于干燥箱,在(1 0 51 1 5)温度下干燥2h,并放入干燥器中冷却至室温。A.2 制备浓度为11 0-1m o l/L的标准溶液:准确称取4.1 9 88g经过干燥的氟化钠纯度标准物质,放入塑料烧杯中,用少量的去离子水溶解,移入10 0 0m L容量瓶中。烧杯至少用去离子水冲洗3次,洗液并入容量瓶中,用去离子水稀释至刻度,摇匀即可。制备好的溶液保存在聚乙烯瓶中。A.3 取浓度为11 0-1m o l/L的标准溶液用逐级稀释法制备其他浓度的标准溶液。A.4 制备及保存溶液的器皿应在13硝酸溶液中浸泡2 4h,并清洗干净,干燥后备用。8J J G7 5 72 0 1 8附录B实验室离子计检定原始记录格式共5页 第1页 检定日期:记录编号:受控号:证书编号送检单位名称:检定员地址:核验员仪器名称型号/规格制造厂/商出厂编号测量范围环境条件地点:温度:相对湿度:%备 注本次检定所使用的计量标准器名称编号测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差证书编号有效期至本次检定所依据的技术文件:9J J G7 5 72 0 1 8共5页 第2页 1.外观及初步检查:2.通电检查:3.电计示值误差(1)电计电位示值误差 满量程电位值:输入mV示值mV12平均值mV示值误差%F S备注01J J G7 5 72 0 1 8共5页 第3页 (2)电计p X示值误差电计p X示值误差温度补偿器值:p X输入p X示值12平均值示值误差备注电计p X示值误差温度补偿器值:p X输入p X示值12平均值示值误差备注11J J G7 5 72 0 1 8共5页 第4页 4.电计示值重复性输入mV串联电阻G 示值mV123456电计电位示值重复性mV备 注3 0 0-3 0 0p X输入串联电阻G p X示值123456电计p X示值重复性备 注65.电计输入电流输入mV串联电阻G 示值mV123平均值mV电计输入电流A备 注00输入mV串联电阻G p X示值123平均值电计输入电流A备 注006.电计输入阻抗输入mV串联电阻G 示值mV123平均值mV电计输入阻抗备 注3 0 00-3 0 00p X输入串联电阻G p X示值123平均值电计输入阻抗备 注6021J J G7 5 72 0 1 8共5页 第5页 7.电计p X温度补偿误差p X温度补偿器示值p X输入p X示值12平均值电计p X温度补偿误差备注562 564 56p X温度补偿器示值p X输入p X示值12平均值电计p X温度补偿误差备注562 564 568.温度示值误差温度计测得值离子计测得值温度示值误差9.仪器p X示值误差与仪器p X示值重复性p X标称值p X示值123456平均值仪器示值误差仪器示值重复性备注31J J G7 5 72 0 1 8附录C检定证书/检定结果通知书内页格式C.1 检定证书/检定结果通知书第2页证书编号-检定机构授权说明检定环境条件及地点:温 度地 点相对湿度%其 他检定使用的计量(基)标准装置名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差计量(基)标准证书编号有效期至检定使用的标准器名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差检定/校准证书编号有效期至第页 共页41J J G7 5 72 0 1 8C.2 检定证书第3页证书编号-检定结果检定项目检定结果外观及初步检查通电检查电计电位示值误差电计p X示值误差电计电位示值重复性电计p X示值重复性电计输入电流电计输入阻抗电计p X温度补偿误差温度示值误差仪器p X示值误差仪器p X示值重复性以下空白第页 共页51J J G7 5 72 0 1 8C.3 检定结果通知书第3页证书编号-检定结果检定项目检定结果外观及初步检查通电检查电计电位示值误差电计p X示值误差电计电位示值重复性电计p X示值重复性电计输入电流电计输入阻抗电计p X温度补偿误差温度示值误差仪器p X示值误差仪器p X示值重复性检定结果不合格项目:以下空白第页 共页61J J G7 5 72 0 1 8