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(ge)類液(ye)(ye)體(ti)的表面張(zhang)力（液(ye)(ye)-氣相(xiang)界面）和液(ye)(ye)體(ti)的界面張(zhang)力（液(ye)(ye)-液(ye)(ye)相(xiang)界面），因此在石油、化(hua)工、食(shi)品、電力等行業均(jun)有十分(fen)廣(guang)泛的應(ying)用。

1概述

1.1測量依據

測量(liang)依據為JJF 1464-2014《界面(mian)張(zhang)力儀》。

1.2測量(liang)標(biao)準

F1等標(biao)準質量砝碼。

1.3測量方法(fa)

先將裝置清(qing)零，然后按照力(li)值(zhi)遞增方向逐點施(shi)加砝碼(ma)，記錄被測(ce)儀器的(de)示值(zhi)，該過程重復測(ce)量(liang)三次，計算測(ce)量(liang)數據的(de)算數平均值(zhi)作為測(ce)量(liang)結果，按照式（1）計算示值(zhi)誤(wu)差。

2數學模型及不確定度傳播率(lv)

2.1數(shu)學模(mo)型(xing)

[q=F-FS]

其中：q——示值誤差;

FS——為根(gen)據(ju)質量砝碼作用(yong)計算的理論(lun)張力值(zhi);

F——為(wei)被測儀器的顯示值(zhi)。

2.2靈敏系數

[c1=qF=1]，[c2=qFS=-1]

3不確定度(du)的來(lai)源

不確(que)(que)定(ding)(ding)度(du)的(de)來源主要有讀數分辨(bian)力的(de)不確(que)(que)定(ding)(ding)度(du)、測量重復(fu)性的(de)不確(que)(que)定(ding)(ding)度(du)和理論張力值的(de)不確(que)(que)定(ding)(ding)度(du)。

4標(biao)準(zhun)不確定度評定

對一臺界面(mian)張力儀(yi)進行(xing)檢測(ce)，得(de)到各個測(ce)量(liang)點的結果，如表1所示。

4.1測量重復性的不確定(ding)度[u（S1）]

由(you)于(yu)測量次(ci)數(shu)為3次(ci)，因此(ci)選用極(ji)差法。由(you)表1可知，測量點為20 mN/m時(shi)，極(ji)差為0.02 mN/m，此(ci)時(shi)極(ji)差系數(shu)為1.69，則：

[u（S1）=0.02/1.69=0.0119]mN/m

4.2讀數分辨力的(de)不確定(ding)度[u（S2）]

讀(du)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(de)計算公式為：

[Fs=m×g2×S]

其中(zhong)：m——標準砝碼(ma)的質量(liang);

g——重力加速度，常(chang)數(shu);

S——鉑金環(huan)的計算常數(shu)，常數(shu)。

數學模型：

[u2S3=c23u2m]

靈(ling)敏(min)系數：

[c3=g2S]

標準砝碼為F1等，100 mg的最大(da)允許誤差為±0.05 mg，[u（m）=0.05/1.732=0.029]mg，計(ji)算得到：

[u（S3）==0.00598]mN/m

5合成(cheng)標準不確(que)定度[uc]

[uS2]小于(yu)[uS1]，合(he)成(cheng)時只考慮(lv)[uS1]，且各分量彼此(ci)互不相關，則(ze)：

[uc=u2S1+u2S3=0.0134]mN/m

6擴(kuo)展(zhan)不確定度

取[k=2]，[U=kuc=0.03]mN/m。

7擴展不確定度匯總(zong)表

其它各個測量點(dian)的(de)(de)評定方法和(he)過(guo)程與上述(shu)內容類似(si)，其中(zhong)300 mg標準值是利(li)用(yong)一個100 mg砝(fa)碼與一個200 mg砝(fa)碼疊加得(de)(de)到(dao)(dao)，400 mg標準值是利(li)用(yong)兩(liang)個200 mg砝(fa)碼疊加得(de)(de)到(dao)(dao)，在這兩(liang)個測量點(dian)下計(ji)(ji)算[u（S3）]的(de)(de)時候，應將兩(liang)個標準砝(fa)碼的(de)(de)MPE引入的(de)(de)不(bu)確定度先合成一次，然后(hou)再利(li)用(yong)靈敏系數計(ji)(ji)算得(de)(de)到(dao)(dao)[u（S3）]。經過(guo)計(ji)(ji)算得(de)(de)到(dao)(dao)各個測量點(dian)的(de)(de)擴展不(bu)確定度，如(ru)表2所示(shi)。