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        真空法檢測日用瓷器吸水率的不確定度評定*

        2011-09-28 01:03:24林雪茵陳永生
        陶瓷 2011年3期
        關(guān)鍵詞:日用吸水率瓷器

        林雪茵 陳永生

        (廣東省潮州市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所 廣東 潮州 521011)

        真空法檢測日用瓷器吸水率的不確定度評定*

        林雪茵 陳永生

        (廣東省潮州市質(zhì)量計量監(jiān)督檢測所 廣東 潮州 521011)

        簡要介紹了測量不確定度的基本概念,并對日用瓷器吸水率的測量不確定度按JJF1059—1999《測量不確定度評定與表示》進(jìn)行了評定。

        日用瓷器 吸水率 真空法 不確定度 評定

        JJF1059—1999《測量不確定度評定與表示》中指出,一切測量結(jié)果都不可避免地具有不確定度,對測量不確定度定義為表征合理地賦予被測量之值的分散性,是與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。它是表示由于測量過程中各項誤差影響而使測量結(jié)果不能確定的誤差范圍。測量誤差是用來表示測量結(jié)果與真值的偏離大小。由于真值是一個理想的概念,不可能準(zhǔn)確地知道,所以誤差也不可能準(zhǔn)確地知道。因此測量不確定度和測量誤差是兩個不同的概念。

        測量不確定度表明,對給定的被測量和給定的被測量的測量結(jié)果,存在的不是一個值,而是分散在測量結(jié)果附近的無窮多個值,這些值是與所有觀測值和數(shù)據(jù)以及人們對物理世界的認(rèn)識相一致的,并按不同的置信程度可以賦予被測量的。不確定度的大小,表示測量結(jié)果質(zhì)量的高低,不確定度越小,測量結(jié)果的質(zhì)量越高,其使用價值也越高。

        對測量不確定度的評定,就是求出測量結(jié)果真值所處的范圍并同時給出真值處于該范圍內(nèi)的置信概率。

        日用瓷器吸水率反映了陶瓷產(chǎn)品的燒結(jié)程度,即成瓷的優(yōu)劣性,是日用瓷器日常檢測的項目。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5001—85《日用陶瓷分類》中將日用陶瓷按其胎體特征分為陶器與瓷器,吸水率一般大于3%為陶器,不大于3%為瓷器。而瓷器按其特征又分為炻瓷器、普通瓷器、細(xì)瓷器[3],作為分類的特征指標(biāo)就是吸水率。因此對日用瓷器吸水率進(jìn)行檢測并對測量不確定度進(jìn)行評定非常必要。

        筆者根據(jù)本實驗室儀器設(shè)備和環(huán)境條件等實際情況對影響日用瓷器吸水率的不確定度做了簡單評定。評定方案如下:

        1 測量原理

        1)根據(jù)GB/T3299—1996《日用陶瓷器吸水率測定方法》中的真空法,取同類、同一批次日用瓷器制品3件,在每件制品底部取面積相近的試樣2件,構(gòu)成2組。

        2)將試樣置于(110±5)℃的烘箱內(nèi)烘干至恒重G0(±0.01g),將6塊試樣同時置于真空裝置內(nèi)(要求試樣懸空),待真空度達(dá)到0.095MPa后,徐徐向真空裝置注入蒸餾水,直到水面高于試樣最高處10mm為止,維持原真空度1h。

        3)用已吸水飽和的抹布揩去試樣表面附著水,迅速在天平上稱量試樣G1(±0.01g)。

        式中:W——試樣吸水率,%;

        G0—— 試樣干質(zhì)量,g;

        G1——試樣吸水飽和后的質(zhì)量,g;

        K——換算系數(shù)(本實驗K=4)。

        試樣測量流程為:取樣、烘干→稱量G0→真空、吸水→稱量G1→計算,取平均值。

        2 測量儀器及設(shè)備

        烘箱、電子天平(Ⅱ級,420g/1mg)、陶瓷吸水率測定儀。

        3 不確定度來源

        3.1 A類不確定度

        測量結(jié)果重復(fù)性引入的不確定度u1。用高壓水刀切取表面積相近的同一批次、同類陶瓷制品底部瓷片6片(每片質(zhì)量約為28g),作為一組試樣,按“測量原理”重復(fù)進(jìn)行6次實驗,吸水率實驗結(jié)果如表1所示。

        表1 吸水率實驗結(jié)果(%)

        3.2 B類不確定度

        3.2.1 取樣

        本實驗通過稱量、干燥、吸水進(jìn)行計算評定,故試樣的表面積、質(zhì)量對結(jié)果會產(chǎn)生影響。本實驗通過取樣表面積基本一致,消除試樣表面積對結(jié)果產(chǎn)生的影響,由于是在同一批次同類制品上取樣,故可假設(shè)樣品密度相同,其質(zhì)量也相等,故此項影響可忽略。

        3.2.2 干燥恒重及吸水飽和的程度

        本實驗通過干燥、吸水后稱量進(jìn)行計算評定,故是否干燥至恒重及吸水是否飽和對結(jié)果將產(chǎn)生一定影響,在實驗過程通過延長干燥時間、反復(fù)稱量至恒重及延長吸水時間,消除二者對結(jié)果的影響,故此項影響可忽略。

        3.2.3 儀器本身

        3.2.3.1 天平稱量的影響u2

        本實驗使用電子天平(420g/1mg)經(jīng)過檢定,在有效期內(nèi)使用,檢定誤差為:0~50g,(1~±5)mg。則本實驗最大允差為5mg,屬均勻分布,取包含因子 k=,故1次稱量引起不確定度本實驗進(jìn)行恒重及濕重號次稱量,結(jié)果以質(zhì)量百分比計算,故本實驗天平稱量引入的不確定度為100%=1.46×10-5。

        3.2.3.2 壓力表引入的不確定度u3

        由壓力表引起的擴(kuò)展不確定度為u=0.9%,?。╧=2),取靈敏系數(shù)為1,則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:u3(%)=0.9%×0.095×1/2÷28=1.53×10-3。

        4 合成不確定度

        統(tǒng)計各種不確定度分量,如表2所示。

        表2 不確定度分量

        取k=2,則擴(kuò)展不確定度u=kuc=2×0.006=0.01,本次吸水率的測定結(jié)果表達(dá)為:W(%)=0.16±0.01,k=2。

        總之,通過對日用陶瓷吸水率的測量不確定度評價可以看出,A類不確定度在總不確定度中所占的比例相對較大。從測量結(jié)果還可以看出,測量重復(fù)性對日用瓷器的測量不確定度的影響較大。因此,實驗室在檢測吸水率時,為了保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性,應(yīng)選取同一產(chǎn)品多個試樣同時進(jìn)行測量取其平均值。

        TQ174.1

        A

        1002-2872(2011)03-0031-02

        林雪茵(1970-),工程師;主要從事產(chǎn)品質(zhì)量檢驗。E-mail:lxy0768@126.com

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