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旋转锡膏粘度计在仪器校准中的测量不确定度评定

编辑:金沙官网        发布日期:2018-10-03        点击量:579


锡膏也称为焊锡膏,是一种伴随着表面贴膜技术(Technology)(Surface Mount Assembly,简称SMT)而产生的新型焊接材料(Material)。其主要作用是在元器元件和电路板(Printed Circuit Board)中形成焊点将金属连接。锡膏是一种非牛顿性流体,其成分(ingredient)和品质(Character)可以通过粘度反映出来。在锡膏印刷中,不同类型的印刷技术和PCB板上的印刷厚度很大程度上取决于最佳的锡膏粘度值,因此,准确的测定锡膏粘度值在锡膏印刷中非常重要。锡膏粘度计主要是用来测量(cè liáng)锡膏液体状态下的粘度值,它采用了旋转泵式传感器(transducer),内置共轴双重圆筒,是一种液体粘度的物理分析仪器,在工业生产(Produce)中通过测量粘度来监控物质的成分和品质。因此,锡膏粘度计需要定期校准以保证其测量的准确性和稳定(说明:稳固安定;没有变动)性。对锡膏粘度计的校准参考国家仪器计量检定规程《JJG1002-2005旋转粘度计检定规程》。
1、仪器计量方法(method)
1.1测量依据
根据《JJG1002-2005旋转粘度计检定规程》,锡膏粘度计的仪器计量采用的是相对法,即使用(use)粘度计测量标准溶液(主要成分为硅油)粘度值与标准值进行比较的方法。
1.2粘度测量
由于温度的变化对溶液的粘度影响很大,所以在对旋转粘度计在仪器校准的过程中室内(indoor)温度温条件(tiáo jiàn)为20±1℃,相对湿度不大于65%。在进行检定前,要对锡膏粘度计转子的内筒,外筒和粘度杯进行超声清洗,并在使用前确保其干燥(drying)洁净。
锡膏粘度计放置于水平的工作台面上,将装有标准粘度液的玻璃杯置于杯槽中。打开粘度计电源开关,调整其在空转的情况下指示值为000.0,通过调节上下移动按钮使转子浸入标准粘度液体中,使液体表面处于传感器排出口的5~10mm处,转速设定(shè dìng)为10rpm,温度设定为20℃。待仪器表盘的温度数值为20℃时按启动运转,至读数稳定后记录测量值。相同条件下测量10次并记录测量结果。
2、不确定度来源和分析
2.1数学模型
y(η)=f(Ka)
η——标准液体在特定温度下的动力;K——粘度计常数;
A——偏转角。
由于各个输入量相互独立,则相对标准不确定度有
 
2.2不确定来源分析
影响测量结果的因素包括重复性测量引起的不确定度;铂电阻测温示值误差引起的不确定度;仪器显示分辨率引起的不确定度;标准液定值引起的不确定度,如图1所示
 
2.3测量不确定度评定
2.3.1测量重复性引起的不确定度ur
 
对粘度值为13.8Pa·s-1的标准粘度液测量十次,测得的结果和环境记录条件如表1
根据表中测得实验结果计算得到平均值(The average value)x为13.78Pa·s-1,每次测量的残差分别为-0.12Pa·s-1,0.12Pa·s-1,0.02Pa·s-1,0.08Pa·s-1,0.02Pa·s-1,0.08Pa·s-1,-0.18Pa·s-1,-0.18Pa·s-1,-0.08Pa·s-1,-0.02Pa·s-1,利用贝塞尔公式计算标准偏差

2.3.2温度计测量(cè liáng)误差引起的不确定度ut
仪器(appliance)校准过程中采用铂电阻温度计,分度为0.1℃,由于极限误差不能超过最小分度的3倍,温度变化1℃引起的粘度变化为平均值的3%,按重复性结果的计算(calculate )13.78Pa·s-1×3%=0.4134Pa·s-1。仪器校准将量测仪器或标准件加以测试与调整以了解其准确度之行为,称为仪器校验。校准可能包括以下步骤:检验、矫正、报告、或透过调整来消除被比较的测量装置在准确度方面的任何偏差。JJG1002-2005中要求的温度波动不超过0.1℃,由此引起的最大粘度变化为0.4134×0.1=0.04134Pa·s-1。不确定度ut为

2.3.3计算显示分辨力引入的不确定度us
数字示值的分度值为d=0.1Pa·s-1,显示分辨率为1d,由于此类误差引起的不确定度是电子计数器的量化不确定度,所以服从均匀(jūn yún)分布,不确定度us为

2.3.4标准粘度液定值不确定度ul
标准粘度液的有效期一般为半年,在制备完成到使用这段时间内,其粘度值会有细微的变化,JJG1002-2005《旋转(rotate)粘度计检定规程》中给出了允许的误差要求0.1%~0.5%,以最大允差0.5%计算(calculate ),按照均匀分布计算标准液引入的不确定度u1

2.5合成(说明:由几个部分合并成一个整体)标准不确定度uc与扩展不确定度

3结束语
锡膏粘度计在仪器校准(calibration)的过程中受到多方面的因素(factor)影响,根据不确定度的计算(calculate )结果,可以尽量减少相关因素的影响,使仪器校准工作(job)的质量(Mass)提高。仪器校准将量测仪器或标准件加以测试与调整以了解其准确度之行为,称为仪器校验。校准可能包括以下步骤:检验、矫正、报告、或透过调整来消除被比较的测量装置在准确度方面的任何偏差。仪器校准校准指校对机器、仪器等使准确。在规定条件下,为确定测量仪器或测量系统所指示的量值,或实物量具或参考物质所代表的量值,与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。


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