JJF 2253-2025 音叉式液体密度计校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范JJF2253—2025

音叉式液体密度计校准规范

CalibrationSpecificationforTuningForkLiquidDensityMeters

2025-06-11发布2025-12-11实施

国家市场监督管理总局 发布

归口单位:全国质量密度计量技术委员会

主要起草单位:广东省计量科学研究院

中国计量科学研究院

辽宁省计量科学研究院

参加起草单位:上海市计量测试技术研究院

珠海市新万山仪表有限公司

本规范委托全国质量密度计量技术委员会负责解释

本规范主要起草人:

沈友弟(广东省计量科学研究院)

许常红(中国计量科学研究院)

綦 心(辽宁省计量科学研究院)

参加起草人:

吴武杰(广东省计量科学研究院)

陈超云(上海市计量测试技术研究院)

陈小凡(珠海市新万山仪表有限公司)

 

目 录

引言……………………………………………………………………………………… (Ⅱ)

1 范围…………………………………………………………………………………… (1)

2 引用文件……………………………………………………………………………… (1)

3 术语和计量单位……………………………………………………………………… (1)

3.1 术语………………………………………………………………………………… (1)

3.2 计量单位…………………………………………………………………………… (1)

4 概述…………………………………………………………………………………… (1)

5 计量特性……………………………………………………………………………… (1)

6 校准条件……………………………………………………………………………… (2)

6.1 环境条件…………………………………………………………………………… (2)

6.2 测量标准及其他设备……………………………………………………………… (2)

7 校准项目和校准方法………………………………………………………………… (3)

7.1 校准前的准备……………………………………………………………………… (3)

7.2 示值误差…………………………………………………………………………… (4)

7.3 重复性……………………………………………………………………………… (5)

7.4 数据处理…………………………………………………………………………… (5)

8 校准结果……………………………………………………………………………… (8)

9 复校时间间隔………………………………………………………………………… (8)

附录A (0~40)℃纯水密度表(不含空气) ……………………………………… (9)

附录B 密度小于水的液体毛细常数α ……………………………………………… (11)

附录C 其他液体的毛细常数α (20℃) …………………………………………… (13)

附录D 液体密度计校准记录参考格式……………………………………………… (14)

附录E 校准证书内页参考格式……………………………………………………… (17)

附录F 液体密度计示值误差的不确定度评定示例………………………………… (18)

 

引 言

JJF1071 《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001 《通用计量术语及定义》、

JJF1059.1 《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性文件。

本规范采用了JJG42 《工作玻璃浮计检定规程》、JJG86 《标准玻璃浮计检定规

程》、JJF2165 《实验室振动式液体密度仪校准规范》、JJF1866 《浸没振动式电子液体

密度仪校准规范》中的相关术语和技术内容。

本规范为首次发布。

Ⅱ

JJF2253—2025

音叉式液体密度计校准规范

1 范围

本规范适用于测量范围为(650~2000)kg/m3 静态下音叉式液体密度计的校准。

2 引用文件

本规范引用了下列文件:

JJG42 工作玻璃浮计检定规程

JJG86 标准玻璃浮计检定规程

JJF1866 浸没振动式电子液体密度仪

JJF2165 实验室振动式液体密度仪校准规范

GB/T6682 分析实验室用水规格和试验方法

凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文

件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。

3 术语和计量单位

3.1 术语

3.1.1 音叉式液体密度计 tuningforkliquiddensitymeters

由谐振频率的变化原理测量液体密度的仪器。

3.2 计量单位

密度单位为kg/m3或g/cm3,波美度单位为Bh。

4 概述

音叉式液体密度计(以下简称液体密度计)主要由振动元件、音叉叉体、温度传感

器、数据处理单元和显示单元等组成。其工作原理:当液体流经音叉叉体时产生共振频

率,液体密度不同,其共振频率不同,从而测出液体的密度。其函数关系可简单描述如

公式(1)。

ρ=K0+K1T +K2T2 (1)

式中:

ρ ———液体密度,kg/m3;

T ———传感器输出的振动周期,μs;

K0,K1,K2 ———传感器的常数。

5 计量特性

5.1 液体密度计示值误差。

5.2 液体密度计重复性。

1

JJF2253—2025

6 校准条件

6.1 环境条件

校准时,室温需控制在(5~35)℃,相对湿度不大于80%。实验室内应无强电磁

场干扰,无强的机械振动,通风良好,应装有水源和防火设施。

6.2 测量标准及其他设备

6.2.1 测量标准

校准时所用的测量标准可以为密度标准物质、实验室振动式液体密度仪、一等标准

密度计。测量标准的不确定度应优于表1中的规定要求。

表1 校准用测量标准

测量标准技术要求

密度标准物质不确定度应优于U =5×10-2kg/m3(k=2)

实验室振动式液体密度仪

密度标准物质

不确定度应优于U =5×10-2kg/m3(k=2)

实验室振动式液体密度仪

测量范围(650~2000)kg/m3

最大允许误差:

———(650~1500)kg/m3:±0.05kg/m3;

———(1500~2000)kg/m3:±0.075kg/m3。

不确定度应优于U =5×10-2kg/m3(k=2)

一等标准密度计组测量范围(650~2000)kg/m3

注:使用实验室振动式液体密度仪校准之前必须用密度标准物质对特定密度范围进行校准。

6.2.2 校准介质

选用除密度标准物质以外的测量标准时,如选用实验室振动式液体密度仪或一等标

准密度计组作为标准器,可根据液体密度计的常用测量范围或用户的需求选择适用的测

量范围,从表2中选取适用的校准介质。校准介质应清澈、透明、无可见颗粒和纤维等

物质。其中部分溶液具有可燃性及毒性,应注意安全使用及环境污染。

表2 校准介质

校准介质名称测量范围/ (kg/m3) 溶解性

异辛烷650~700 不溶于水,易溶于乙醇、乙醚、丙酮

石油产品混合物650~800 不溶于水,溶于乙醇、乙醚等

十三烷700~800 不溶于水,溶于乙醇、乙醚

乙醇水溶液810~950 易溶于水等

纯水950~1000 易溶于乙醇等

2

JJF2253—2025

表2 (续)

校准介质名称测量范围/ (kg/m3) 溶解性

重质碳酸钾1000~1500 易溶于水,不溶于乙醇、乙醚、丙酮

溴代苯1450~1550 不溶于水,溶于乙醇、乙醚

四氯乙烯1550~1630 不溶于水,溶于乙醇、乙醚、丙酮

注:表中重质碳酸钾液体仅用于实验室振动式液体密度仪校准法使用。

6.2.3 主要配套设备

主要配套设备及技术要求见表3。

表3 主要配套设备及技术要求

设备名称技术要求

温度计测量范围为(0~50)℃,分辨力为0.01℃

电子天平最大秤量不小于200g,实际分度值不大于0.01g

外径千分尺测量范围为(0~25)mm,分度值为0.01mm

恒温水槽2h内恒温槽在设定点的温度波动度不超过±0.2 ℃,温度均匀性不超过

0.2℃

电子秒表分辨力为0.01s,最大允许误差为±0.07s(10min)

6.2.4 辅助设备及材料

6.2.4.1 注射器若干(注射器应不能与密度标准物质或校准介质发生反应)。

6.2.4.2 空气干燥装置。

6.2.4.3 清洗液:无水乙醇、石油醚、蒸馏水、溶剂汽油、洗涤剂等。

6.2.4.4 测量筒、实心玻璃搅拌器或磁力搅拌装置、玻璃漏斗、浮计架、烧杯和盛放

校准介质的玻璃瓶、量筒等。

6.2.4.5 毛巾、绸布、脱脂棉、滤纸等。

6.2.4.6 消防沙桶、灭火器等。

7 校准项目和校准方法

7.1 校准前的准备

7.1.1 检查液体密度计外表,要求不应有影响工作性能或使用安全的机械损伤;显示

屏读数清晰、完整;传感器清洁干燥、无凹痕;各开关及按键接触良好,能正常工作;

各紧固件无松动。

7.1.2 使用柔软干净的防静电清洁布对设备面板、支架等处的污垢、灰尘进行清洁。

7.1.3 传感器的清洗及净化方法:进行每一个密度点校准前,必须对液体密度计的传

感器及测量筒进行清洗、净化并干燥。先选用具有溶解性的液体(如乙醇、丙酮等)对

传感器和测量筒进行清洗,然后再用具有较强挥发性质的液体(如石油醚、乙醇等)清

3

JJF2253—2025

洗,用空气干燥。

7.2 示值误差

7.2.1 密度标准物质校准法

根据被校仪器的使用范围均匀选取密度标准物质,分别进行以下测量:

1)将密度标准物质倒入测量装置的测量筒,再将液体密度计安装在测量装置中的

测量筒,安装时传感器边缘与测量装置边缘和底部的距离应满足仪器说明书的要求。如

无说明书,则测量区域的直径一般不小于120mm,传感器边缘与测量装置的测量筒底

部的距离一般不小于50mm。传感器不得接触任何非密度标准物质的其他物体(如搅

拌器等),液体完全浸没传感器,测量装置中液体无泄漏现象,如图1所示。

图1 液体密度计传感器放置示意图

1—被校液体密度计;2—测量筒;3—搅拌装置;4—实验室振动式液体密度仪;

5—一等标准密度计;6—恒温水槽

2)接通液体密度计电源,并根据仪器使用说明书的要求进行预热。

3)将密度标准物质的温度调整到(20±0.1)℃ (可根据用户需求选择其他温度进

行校准),密度标准物质应搅拌均匀,可通过控制搅拌装置的转速或重复将传感器提出

介质再重新放入介质中消除传感器上的气泡。

4)保持传感器稳定,关闭搅拌装置,等待测量数据稳定,每分钟记录一次液体密

度计显示的密度值,分别记录3次。

5)测量完成后,按公式(2)、公式(3)计算液体密度计示值误差。清洗被校液体

密度仪传感器及测量筒后重复1)~4),进行下一密度点的测量。

7.2.2 实验室振动式液体密度仪校准法

校准前使用与校准用液体密度值接近的密度标准物质对实验室振动式液体密度仪进

行校准,再根据被校仪器的使用范围均匀选取校准介质,分别进行以下测量:

4

JJF2253—2025

1)将校准介质倒入测量装置的测量筒,再将液体密度计安装在测量装置中,传感

器边缘与测量装置的测量筒边缘和底部的距离应满足仪器说明书的要求。如无说明书,

则测量区域的直径一般不小于120mm,传感器边缘与测量装置的测量筒底部的距离一

般不小于50mm。传感器不得接触任何非密度标准物质的其他物体(如搅拌器等),液

体完全浸没传感器,测量装置中液体无泄漏现象,如图1所示。

2)接通液体密度计电源,并根据仪器使用说明书的要求进行预热。

3)将校准介质的温度调整到(20±0.1)℃ (可根据用户需求选择其他温度进行校

准),校准介质应搅拌均匀,可通过控制搅拌装置的转速或重复将传感器提出介质再重

新放入介质中消除传感器上的气泡。

4)将实验室振动式液体密度仪的温度设定为校准介质的温度,从取样口抽取测量

筒内校准介质,注入实验室振动式液体密度仪中,如果有气泡,需将气泡排出,待温度

稳定后,记录实验室振动式液体密度仪的密度值。

5)保持传感器稳定,关闭搅拌装置,等待测量数据稳定,每分钟记录一次实验室

振动式液体密度仪和液体密度计显示的密度值,分别记录3次。

6)测量完成后,按公式(4)、公式(5)、公式(6)计算液体密度计示值误差。清

洗被校液体密度计传感器及测量筒后重复1)~5),进行下一密度点测量。

7.2.3 一等标准密度计校准法

根据被校仪器的分辨力和测量范围选取相应的标准和校准介质,分别按以下步骤进

行测量:

1)将校准介质倒入测量装置的测量筒,再将液体密度计安装在测量装置中,安装

时传感器边缘与测量装置的测量筒边缘和底部的距离应满足仪器说明书的要求。如无说

明书,则测量区域的直径一般不小于120mm,传感器边缘与测量装置的测量筒底部的

距离一般不小于50mm。传感器不得接触任何非密度标准物质的其他物体(如搅拌器

等),液体完全浸没传感器,测量装置中液体无泄漏现象,如图1所示。

2)接通液体密度计电源,并根据仪器使用说明书的要求进行预热。

3)将校准介质的温度调整到(20±0.1)℃ (可根据用户需求选择其他温度进行校

准),校准介质应搅拌均匀,可通过控制搅拌装置的转速或重复将传感器提出介质再重

新放入介质中消除传感器上的气泡。

4)保持传感器稳定,关闭搅拌装置,将一等标准密度计放入测量筒,一等标准密

度计在液体中应自由漂浮,不得与任何物体接触。等待测量数据稳定,按每分钟记录一

等标准密度计和液体密度计显示的密度值,分别记录3次。

5)测量完成后,按公式(7)、公式(8)、公式(9)计算液体密度计示值误差。清

洗被校液体密度计传感器及测量筒后重复1)~4),进行下一密度点测量。

7.3 重复性

根据所选用的测量方法及测量范围,分别测量3次液体密度计示值误差最大值与示

值误差最小值之差为仪器重复性。按公式(10)计算重复性。

7.4 数据处理

7.4.1 液体密度计示值误差计算。

5

JJF2253—2025

7.4.1.1 密度标准物质校准法计算液体密度计示值误差见公式(2)、公式(3)。

ρ =Σ3

i=1

ρi

3 (2)

Δρ=ρ-ρs (3)

式中:

ρi ———第i 次测量时被校液体密度计的示值,kg/m3;

ρ ———液体密度计测量3次的密度平均值,kg/m3;

ρs ———密度标准物质的密度值,kg/m3;

Δρ ———液体密度计的示值误差,kg/m3。

7.4.1.2 实验室振动式液体密度仪校准法计算液体密度计示值误差见公式(4)、

公式(5)、公式(6)。

ρ=Σ3

j=1

ρj

3 (4)

ρs=Σ3

j=1

ρsj

3 (5)

Δρ=ρ-ρs (6)

式中:

ρj———第j 次测量时被校液体密度计的示值,kg/m3;

ρsj———第j 次测量时实验室振动式液体密度仪的示值,kg/m3;

ρs———实验室振动式液体密度仪3次示值的平均值,kg/m3。

7.4.1.3 一等标准密度计校准法计算液体密度计示值误差见公式(7)、公式(8)、

公式(9)。

ρ =Σ3

k=1

ρk

3 (7)

ρs=Σ3

k=1

ρsk

3 (8)

Δρ=ρ-ρs (9)

式中:

ρk———第k 次测量时液体密度计的示值,kg/m3;

ρsk———第k 次测量时一等标准密度计修正后的实际密度值,kg/m3;

ρs———一等标准密度计3次示值的平均值修正后的实际密度值,kg/m3。

7.4.2 重复性计算,见公式(10)。

s(xi)=ρmax-ρmin (10)

6

JJF2253—2025

式中:

s(xi)———液体密度计的重复性,kg/m3;

ρmax ———校准点的示值误差最大值,kg/m3;

ρmin ———校准点的示值误差最小值,kg/m3。

7.4.3 当选用一等标准密度计作为标准器时,应对一等标准密度计的测量结果进行毛

细常数修正。修正后的示值ρ 按公式(11)计算。

ρ=ρv+Δρ+Δρt+Δρk (11)

式中:

ρv ———一等标准密度计的示值,kg/m3;

Δρ ———一等标准密度计的证书修正值,kg/m3;

Δρt ———一等标准密度计的温度修正值,kg/m3;

Δρk ———一等标准密度计的毛细常数修正值,kg/m3;

ρ ———一等标准密度计修正后密度值,kg/m3。

7.4.4 如果介质的温度与一等标准密度计的标准温度不同,应按公式(12)对一等标

准密度计示值进行温度修正。

Δρt=ρsβ(t1-t2) (12)

式中:

ρs ———t1时,一等标准密度计的示值,kg/m3;

β ———一等标准密度计膨胀系数(通常为25×10-6℃-1);

Δρt ———一等标准密度计示值温度修正值,kg/m3;

t1 ———一等标准密度计的标准温度,℃;

t2 ———介质的温度,℃。

7.4.5 如选用的校准介质与一等标准密度计证书实际使用的介质不同时,需要进行毛

细常数修正,修正值的计算公式见公式(13)。

Δa=(α2-α1)πDρ2

m (13)

式中:

Δa ———一等标准密度计毛细常数修正值,g/cm3;

α1 ———证书上给出工作液体的毛细常数,mm2;

α2 ———所选校准介质的毛细常数,mm2;

D ———一等标准密度计的干管在校准点处的平均直径,准确到0.05mm;

ρ ———一等标准密度计示值,g/cm3;

π ———圆周率,取3.14;

m ———一等标准密度计的质量,准确到100mg。

7.4.6 波美度计算按公式(14)。

Bh=144.3-144150

ρ20 (14)

7

JJF2253—2025

式中:

ρ20———与波美度相对应液体20℃时的密度,kg/m3。

8 校准结果

校准结果应在校准证书上反映。校准证书应至少包括以下信息:

a)标题:“校准证书”;

b)实验室名称和地址;

c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);

d)证书的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;

e)客户的名称和地址;

f)被校对象的描述和明确标识;

g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对象和

接收日期;

h)如果与校准的有效性或应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;

i)校准所依据的技术规范和标识,包括名称及代号;

j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;

k)校准环境的描述;

l)校准结果及其测量不确定度的说明;

m)对校准规范的偏离的说明;

n)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;

o)校准结果仅对被校对象有效的声明;

p)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的说明。

9 复校时间间隔

仪器的复校时间间隔建议不超过1年,由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情

况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的,因此,送校单位可根据实际使用情况自

主决定复校时间间隔。

8

JJF2253—2025

附录A

(0~40)℃纯水密度表(不含空气)

kg/m3

t90/℃ 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

0 999.843999.850999.856999.862999.869999.874999.880999.886999.891999.897

1 999.902999.907999.911999.916999.920999.924999.928999.932999.936999.940

2 999.943999.946999.949999.952999.955999.957999.959999.962999.964999.965

3 999.967999.969999.970999.971999.972999.973999.974999.974999.975999.975

4 999.975999.975999.975999.974999.974999.973999.972999.971999.970999.968

5 999.967999.965999.963999.961999.959999.957999.954999.952999.949999.946

6 999.943999.940999.937999.933999.929999.926999.922999.918999.913999.909

7 999.904999.900999.895999.890999.885999.880999.874999.869999.863999.857

8 999.851999.845999.839999.833999.826999.819999.813999.806999.798999.791

9 999.784999.776999.769999.761999.753999.745999.737999.728999.720999.711

10 999.703999.694999.685999.676999.666999.657999.648999.638999.628999.618

11 999.608999.598999.588999.577999.567999.556999.545999.534999.523999.512

12 999.500999.489999.477999.466999.454999.442999.430999.418999.405999.393

13 999.380999.367999.355999.342999.329999.315999.302999.289999.275999.261

14 999.247999.233999.219999.205999.191999.176999.162999.147999.132999.118

15 999.103999.087999.072999.057999.041999.026999.010998.994998.978998.962

16 998.946998.930998.913998.897998.880998.863998.846998.829998.812998.795

17 998.778998.760998.743998.725998.707998.689998.671998.653998.635998.617

18 998.598998.580998.561998.542998.523998.505998.485998.466998.447998.427

19 998.408998.388998.369998.349998.329998.309998.288998.268998.248998.227

20 998.207998.186998.165998.144998.123998.102998.081998.060998.038998.017

21 997.995997.973997.951997.929997.907997.885997.863997.841997.818997.796

22 997.773997.750997.727997.704997.681997.658997.635997.612997.588997.564

23 997.541997.517997.493997.469997.445997.421997.397997.372997.348997.323

24 997.299997.274997.249997.224997.199997.174997.149997.124997.098997.073

25 997.047997.021996.996996.970996.944996.918996.891996.865996.839996.812

26 996.786996.759996.732996.706996.679996.652996.624996.597996.570996.543

9

JJF2253—2025

表(续)

kg/m3

t90/℃ 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

27 996.515996.488996.460996.432996.404996.376996.348996.320996.292996.264

28 996.235996.207996.178996.150996.121996.092996.063996.034996.005 5.976

29 995.946995.917995.888995.858995.828995.799995.769995.739995.709995.679

30 995.649995.619995.588995.558995.527995.497995.466995.435995.404995.373

31 995.342995.311995.280995.249995.217995.186995.154995.123995.091995.059

32 995.027994.996994.963994.931994.899994.867994.834994.802994.769994.737

33 994.704994.671994.638994.605994.572994.539994.506994.473994.439994.406

34 994.372994.339994.305994.271994.237994.204994.170994.135994.101994.067

35 994.033993.998993.964993.929993.894993.860993.825993.790993.755993.720

36 993.685993.650993.614993.579993.543993.508993.472993.437993.401993.365

37 993.329993.293993.257993.221993.184993.148993.112993.075993.039993.002

38 992.965992.929992.892992.855992.818992.781992.744992.706992.669992.632

39 992.594992.557992.519992.481992.443992.406992.368992.330992.292992.253

40 992.215 ——— ——— ——— ——— ——— ——— ——— ——— ———

注:

1 t90为1990年国际温标(ITS-90)。

2 水密度值采用CIPM2001推荐计算公式。

10

JJF2253—2025

附录B

密度小于水的液体毛细常数α

密度ρ20/(g/cm3) 石油产品混合液

mm2

乙醇水溶液

mm2

0.60 2.48 ———

0.61 2.54 ———

0.62 2.58 ———

0.63 2.62 ———

0.64 2.66 ———

0.65 2.70 ———

0.66 2.75 ———

0.67 2.80 ———

0.68 2.83 ———

0.69 2.87 ———

0.70 2.91 ———

0.71 2.94 ———

0.72 2.98 ———

0.73 3.02 ———

0.74 3.06 ———

0.75 3.10 ———

0.76 3.13 ———

0.77 3.16 ———

0.78 3.19 ———

0.79 3.22 2.89

0.80 3.25 2.91

0.81 3.28 2.94

0.82 3.30 2.97

0.83 3.34 3.00

0.84 3.36 3.03

0.85 3.38 3.06

0.86 3.40 3.08

11

JJF2253—2025

表(续)

密度ρ20/(g/cm3) 石油产品混合液

mm2

乙醇水溶液

mm2

0.87 3.42 3.10

0.88 3.44 3.12

0.89 3.46 3.14

0.90 3.48 3.17

0.91 3.49 3.20

0.92 3.50 3.24

0.93 3.50 3.31

0.94 3.49 3.39

0.95 3.48 3.54

0.96 3.47 3.78

0.97 3.46 4.22

0.98 3.44 4.97

0.99 3.42 6.13

1.00 3.38 7.45

12

JJF2253—2025

附录C

其他液体的毛细常数α (20 ℃)

溶液名称密度ρ20/(kg/m3) 毛细常数α/mm2

异辛烷692.9 2.81

十三烷756.5 3.55

溴代苯1494.6 2.45

四氯乙烯1622.5 2.03

13

JJF2253—2025

附录D

液体密度计校准记录参考格式

D.1 密度标准物质校准法液体密度计校准记录格式

证书编号:

仪器名称: 型 号:

量 程: 出厂编号:

送检单位: 制造厂:

校准日期: 年 月 日 环境温度: ℃ 相对湿度: %

校准地点: 校准员: 核验员:

校准依据:

校准用计量标准信息:

密度示值误差和重复性:

被校仪器

示值( ) 平均( )

标准物质

密度值

( )

示值误差

( )

重复性

( )

扩展不确定度

U (k=2)

( )

密度标

准物质

14

JJF2253—2025

D.2 实验室振动式液体密度仪校准法液体密度计校准记录格式

证书编号:

仪器名称: 型 号:

量 程: 出厂编号:

送检单位: 制造厂:

校准日期: 年 月 日 环境温度: ℃ 相对湿度: %

校准地点: 校准员: 核验员:

校准依据:

校准用计量标准信息:

1. 密度标准物质

实验室振动式液体密度仪密度范围( ) 密度标准物质

2. 密度示值误差和重复性

被校仪器

示值( ) 平均( )

实验室振动式

液体密度仪

示值( ) 平均( )

示值

误差

( )

重复性

( )

扩展不确定度

U (k=2)

( )

校准介质

15

JJF2253—2025

D.3 一等标准密度计校准法液体密度计校准记录格式

证书编号:

仪器名称: 型 号:

量 程: 出厂编号:

送检单位: 制造厂:

校准日期: 年 月 日 环境温度: ℃ 相对湿度: %

校准地点: 校准员: 核验员:

校准依据:

校准用计量标准信息:

密度示值误差和重复性:

被校仪器一等标准密度计

示值

( )

平均

( )

质量

( )

干管

直径

( )

毛细

常数

修正

值( )

证书

修正

值( )

温度

修正

值( )

密度

示值

( )

平均

( )

密度

实际

值( )

示值

误差

( )

重复性

( )

扩展不确

定度

U(k=2)

( )

校准

介质

16

JJF2253—2025

附录E

校准证书内页参考格式

1. 证书编号:

2. 测量温度:

3. 密度示值误差和重复性:

标准值

( )

被校仪器示值

( )

示值误差

( )

重复性

( )

扩展不确定度

U (k=2)( ) 校准介质

17

JJF2253—2025

附录F

液体密度计示值误差的不确定度评定示例

液体密度计依据本规范有三种校准方法,分别为:密度标准物质法、实验室振动式

液体密度仪法和一等标准密度计法。三种校准方法对同一台液体密度计的测量结果作为

本次评定的数据来源。

F.1 密度标准物质法测量结果不确定度评定

F.1.1 用密度标准液体进行校准

F.1.1.1 测量依据:JJF2253—2025 《音叉式液体密度计校准规范》。

F.1.1.2 计量标准,见表F.1。

表F.1 密度标准物质法计量标准

序号标准物质名称标准值/kg/m3

扩展不确定度

U(k=2)/kg/m3

1 异辛烷691.869 0.040

2 十三烷756.571 0.020

3 PAO 基础油815.620 0.020

4 纯水998.204 0.020

5 氟油1878.579 0.033

F.1.1.3 测量对象及方法

按照本规范选用的标准物质为超纯水,标准值为998.204kg/m3,标准不确定度为

0.020kg/m3。测量一台液体密度计,其不确定度来源主要为密度标准物质,恒温槽温

度波动、被校仪器分辨力及仪器测量重复性等,其他因素对不确定度的贡献较小可忽略

不计。

F.1.2 测量模型

Δρ=ρ-ρs (F.1)

式中:

Δρ ———液体密度计示值误差,kg/m3;

ρ ———液体密度计3次测量的密度平均值,kg/m3;

ρs ———密度标准物质的密度值,kg/m3。

F.1.3 标准不确定度评定

F.1.3.1 密度标准物质引入的不确定度分量u1

密度标准物质的扩展不确定度U =2.0×10-2kg/m3,k=2,则

u1=2.0×10-2

2 kg/m3=0.01kg/m3 (F.2)

F.1.3.2 检测时恒温槽温度波动时引入的不确定度分量u2

18

JJF2253—2025

恒温槽作为标准物质的控温设备,温度波动为±0.2℃,按每变化±1℃导致的密

度变化约为0.21kg/m3,符合均匀分布,将温度波动换算成密度则其引入的不确定度

分量为

u2=0.21×0.2

3 kg/m3≈0.024kg/m3 (F.3)

F.1.3.3 液体密度计测量重复性引入的不确定度分量u3

根据液体密度计校准规范,连续测量6 次,测得以下数据:998.2kg/m3,

998.0kg/m3,998.2kg/m3,998.1kg/m3,998.3kg/m3,998.5kg/m3。根据极差法

公式(F.4)计算:

s(xi)=R

C (F.4)

u(ρ)=s(ρ)=s(xi)/n

u(ρ)= 998.5-998.0

2.53× 3 kg/m3

u(ρ)≈0.114kg/m3

由以上公式得出重复性引入的不确定度分量u3=u(ρ)≈0.114kg/m3。

F.1.3.4 液体密度计分辨力引入的不确定度分量u4

因为液体密度仪分辨力d 为0.1kg/m3,因此由分辨力引入的不确定度分量为

u4= d

2 3=0.1

2 3kg/m3≈0.029kg/m3 (F.5)

F.1.4 不确定度分量一览表

见表F.2。

表F.2 密度标准物质法不确定度分量一览表

不确定度符号不确定度来源不确定度分量/(kg/m3)

u1 密度标准物质0.01

u2 密度标准物质温度波动0.024

u3 液体密度计测量重复性0.114

u4 液体密度计分辨力0.029

F.1.5 合成标准不确定度

以上不确定度分量互不相关,则合成标准不确定度计算如下:

uc= u21+u22+u23+u24 ≈0.12kg/m3 (F.6)

F.1.6 扩展不确定度

取k=2,即

U =k×uc=2×0.12kg/m3≈0.3kg/m3

F.2 实验室振动式液体密度仪法测量结果不确定度评定

F.2.1 用实验室振动式液体密度仪进行校准

19

JJF2253—2025

F.2.1.1 测量依据:JJF2253—2025 《音叉式液体密度计校准规范》。

F.2.1.2 计量标准,见表F.3。

表F.3 实验室振动式液体密度仪法计量标准

序号标准名称技术性能

1 纯水标准值:998.204kg/m3

扩展不确定度:

U =0.020kg/m3 (k=2)

2 实验室振动式

液体密度仪

分辨力:1×10-3kg/m3

F.2.1.3 测量对象及方法

按照本规范选用的标准物质,标准值为998.204kg/m3,扩展不确定度为0.020kg/m3,

对实验室振动式液体密度仪进行校准后,选用纯水作为校准介质测得液体密度计的示值

误差。

F.2.2 测量模型

ρt=Σ3

i=1

ρti

3 (F.7)

ρs=Σ3

n=1

ρsn

3 (F.8)

Δρ=ρt-ρs (F.9)

式中:

ρti ———第i 次测量时被校液体密度计的示值,kg/m3;

ρsn ———第n 次测量时实验室振动式液体密度仪的示值,kg/m3;

Δρ ———液体密度计示值误差,kg/m3;

ρt ———液体密度计3次测量的密度平均值,kg/m3;

ρs ———实验室振动式液体密度仪3次示值的平均值,kg/m3。

F.2.3 标准不确定度评定

F.2.3.1 密度标准物质引入的不确定度分量u1

密度标准物质的扩展不确定度U =2.0×10-2kg/m3,k=2,则

u1=2.0×10-2

2 kg/m3=0.01kg/m3 (F.10)

F.2.3.2 实验室振动式液体密度仪测量重复性引入的不确定度分量u2

选用纯水测得6次测量值,见表F.4。

20

JJF2253—2025

表F.4 实验室振动式液体密度仪法测量数据

测量次数1 2 3 4 5 6 平均值/

(kg/m3)

测量值/

(kg/m3) 998.202 998.203 998.201 998.204 998.205 998.203 998.203

根据极差法公式计算测量重复性引入的标准不确定度为

u(ρ)=s(ρ)=s(xi)/n (F.11)

u2=u(ρ)= 998.205-998.201

2.53× 3 kg/m3≈9.1×10-4kg/m3

F.2.3.3 实验室振动式液体密度仪分辨力引入的不确定度分量u3

因为实验室振动式液体密度仪分辨力d 为0.001kg/m3,因此由分辨力引入的不确

定度分量为

u3= d

2 3=0.001

2 3 kg/m3≈2.9×10-4kg/m3 (F.12)

F.2.3.4 校准介质温度波动引入的不确定度分量u4

恒温槽作为校准介质的控温设备,温度波动为±0.2 ℃,按每变化±1℃导致的密

度变化约为0.21kg/m3,符合均匀分布,将温度波动换算成密度则其引入的不确定度

分量为

u4=0.21×0.2

3 kg/m3≈0.024kg/m3 (F.13)

F.2.3.5 液体密度计测量重复性引入的不确定度分量u5

根据液体密度计校准规范,连续测量6 次。测得以下数据:998.2kg/m3,

998.4kg/m3,998.5kg/m3,998.0kg/m3,998.1kg/m3,998.2kg/m3。根据极差法

公式计算:

u(ρ)=s(ρ)=s(xi)/n (F.14)

u(ρ)= 998.5-998.0

2.53× 3 kg/m3

u5=u(ρ)≈0.114kg/m3

F.2.3.6 液体密度计分辨力引入的不确定度分量u6

因为液体密度仪分辨力d 为0.1kg/m3,因此由分辨力引入的不确定度分量为

u6= d

2 3=0.1

2 3kg/m3≈0.029kg/m3 (F.15)

F.2.4 不确定度分量一览表

见表F.5。

21

JJF2253—2025

表F.5 实验室振动式液体密度仪法不确定度分量一览表

不确定度符号不确定度来源不确定度分量/(kg/m3)

u1 密度标准物质0.01

u2 实验室振动式液体密度仪测量重复性0.00091

u3 实验室振动式液体密度仪分度值0.00029

u4 校准介质温度波动0.024

u5 液体密度计测量重复性0.114

u6 液体密度计分辨力0.029

F.2.5 合成标准不确定度

uc= u21+u22+u23+u24+u25+u26 ≈0.12kg/m3 (F.16)

F.2.6 扩展不确定度

取k=2,即

U =k×uc=2×0.12kg/m3≈0.3kg/m3

F.3 一等标准密度计测量结果不确定度评定

F.3.1 用一等标准密度计进行校准

F.3.1.1 测量依据:JJF2253—2025 《音叉式液体密度计校准规范》。

F.3.1.2 计量标准:一等标准密度计,分度值为0.2kg/m3。

F.3.1.3 测量对象及方法

按照本规范选用一等标准密度计作为标准器,按照本规范选用纯水作为校准介质,

测得液体密度计的示值误差。在评定中,为获得一等标准密度计的在处于稳定状态下试

验,本次评定考虑标准器量值传递、温度修正、数据修约、估读误差、毛细修正以及重

复性等影响。

F.3.2 测量模型

Δρ=ρ-ρs (F.17)

式中:

Δρ ———液体密度计示值误差,kg/m3;

ρ ———液体密度计3次测量的密度平均值,kg/m3;

ρs ———一等标准密度计3次示值的平均值,kg/m3。

F.3.3 标准不确定度评定

F.3.3.1 一等标准密度计引入的不确定度分量u1

由证书可得一等标准密度计的扩展不确定度U(U =0.4个分度)和k=2,则

u1=U

k=0.4×0.2

2 kg/m3=0.04kg/m3 (F.18)

F.3.3.2 一等标准密度计读数误差引入的不确定度分量u2

在实际校准时用目视估读数值,假设本实验室浮计的估读误差不超过±0.2个分度

值,其测量不确定度符合三角分布。

22

JJF2253—2025

u2=0.2×0.02

6 kg/m3≈0.0016kg/m3 (F.19)

F.3.3.3 一等标准密度计数据修约引入的不确定度分量u3

校准结果需修约到分度值的1/10,该测量不确定度符合均匀分布。

u3=0.1×0.02

2 6 kg/m3≈0.004kg/m3 (F.20)

F.3.3.4 校准介质温度波动引入的不确定度分量u4

恒温槽作为校准介质的控温设备,温度波动为±0.2℃,按每变化±1℃导致的密

度变化约0.21kg/m3,估计符合均匀分布,将温度波动换算成密度则其引入的不确定

度分量为

u4=0.21×0.2

3 kg/m3≈0.024kg/m3 (F.21)

F.3.3.5 一等标准密度计毛细常数修正引入的不确定度分量u5

根据毛细常数修正公式:Δρ=(α2-α1)πDρ2

m ,可得

ur(Δρ)= u2 r(Δa)+u2 r(D )+2u2 r(ρ)+u2 r(m ) (F.22)

1)与毛细常数有关的标准不确定度u(Δα)

Δα=α2-α1 (F.23)

u2(Δα)=u2(α2)+u2(α1)

经验估计毛细常数α 以均匀分布,区间为±0.08mm2,则:

u(α1)=u(α2)=0.08mm2

3 ≈0.046mm2

毛细常数差Δα 引入的标准不确定度为

u(Δα)= 0.0462+0.0462 mm2≈0.065mm2 (F.24)

2)与液体密度有关的标准不确定度u(ρ)

测量时允许玻璃浮计在2个分度值上下波动,符合均匀分布。

u(ρ)=2×0.2

3 kg/m3≈0.23kg/m3 (F.25)

3)与浮计测量有关的标准不确定度分量u(D )

干管直径测量准确到0.05mm,千分尺的测量不确定度忽略不计,则可在±0.05mm

范围内符合均匀分布。

u(D )=0.05

3 mm≈0.029mm (F.26)

4)与浮计质量测量有关的标准不确定度u(m );

浮计质量m 要求准确到100mg,则它在±100mg范围内符合均匀分布。

u(m )=100

3 mg≈57.74mg (F.27)

ur(Δα)、ur(D )、ur(ρ)、ur(m )的计算:

23

JJF2253—2025

Δα 由校准时所选用液体(纯水)的毛细常数减去一等标准密度计校准时的毛细

常数。

ur(Δα)=u(Δα)

Δα =0.065mm2

4.51mm2 ≈1.44% (F.28)

ur(D )=u(D )

D =0.029mm

5.02mm ≈0.58% (F.29)

ur(ρ)=u(ρ)

ρ = 0.23kg/m3

998.20kg/m3≈0.02% (F.30)

ur(m )=u(m )

m =57.74mg

65410mg≈0.09% (F.31)

在本次试验,取D =5.02mm,Δα=4.51mm2,ρ= 998.20kg/m3,m =65410mg,

Δρ=1.08kg/m3。

u5计算如下:

ur(Δρ)= u2 r(Δa)+u2 r(D )+2u2 r(ρ)+u2 r(m ) (F.32)

ur(Δρ)=1.56%

u5=ur(Δρ)×Δρ≈0.017kg/m3

F.3.3.6 液体密度计测量重复性引入的不确定度分量u6

根据液体密度计校准规范,连续测量6 次。测得以下数据:998.2kg/m3,

998.4kg/m3,998.2kg/m3,998.0kg/m3,998.1kg/m3,998.5kg/m3。根据极差法

公式计算:

u(ρ)=s(ρ)=s(xi)/n (F.33)

u(ρ)= 998.5-998.0

2.53× 3 kg/m3

u6=u(ρ)≈0.114kg/m3

F.3.3.7 液体密度计分辨力引入的不确定度分量u7

因为液体密度仪分辨力d 为0.1kg/m3,因此由分辨力引入的不确定度分量为

u7= d

2 3=0.1

2 3kg/m3≈0.029kg/m3 (F.34)

F.3.4 不确定度分量一览表

见表F.6。

表F.6 一等标准密度计法不确定度分量一览表

不确定度符号不确定度来源不确定度分量/(kg/m3)

u1 一等标准密度计量传0.04

u2 一等标准密度计测量读数误差0.0016

u3 一等标准密度计数据修约0.004

u4 校准介质温度波动0.024

24

JJF2253—2025

表F.6(续)

不确定度符号不确定度来源不确定度分量/(kg/m3)

u5 一等标准密度计毛细常数修正0.017

u6 液体密度计测量重复性0.114

u7 液体密度计分辨力0.029

F.3.5 合成标准不确定度

uc= u21+u22+u23+u24+u25+u26+u27 ≈0.13kg/m3 (F.35)

F.3.6 扩展不确定度

取k=2,即

U =k×uc=2×0.13kg/m3≈0.3kg/m3

25

JJF2253—2025