界面指的是兩相接觸的約幾個(gè)分子厚的過(guò)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(xué)性質(zhì)及其物質(zhì)組成，是相關(guān)行業(yè)考量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標之一。界面張力儀能夠測量各類(lèi)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(yè)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(zhì)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(diǎn)施加砝碼，記錄被測儀器的示值，該過(guò)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(xué)模型及不確定度傳播率

2.1數學(xué)模型

[q=F-FS]

其中：q——示值誤差;

FS——為根據質(zhì)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(lái)源

不確定度的來(lái)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(jìn)行檢測，得到各個(gè)測量點(diǎn)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(diǎn)為20 mN/m時(shí)，極差為0.02 mN/m，此時(shí)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(zhì)量;

g——重力加速度，常數;

S——鉑金環(huán)的計算常數，常數。

數學(xué)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(shí)只考慮[uS1]，且各分量彼此互不相關(guān)，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(gè)測量點(diǎn)的評定方法和過(guò)程與上述內容類(lèi)似，其中300 mg標準值是利用一個(gè)100 mg砝碼與一個(gè)200 mg砝碼疊加得到，400 mg標準值是利用兩個(gè)200 mg砝碼疊加得到，在這兩個(gè)測量點(diǎn)下計算[u（S3）]的時(shí)候，應將兩個(gè)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(jīng)過(guò)計算得到各個(gè)測量點(diǎn)的擴展不確定度，如表2所示。