黃漢杰
摘
要:國(guó)標(biāo)鞋類耐折試驗(yàn)機(jī)作為檢測(cè)鞋類耐折性能的主要設(shè)備,目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)其相關(guān)的計(jì)量檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范,以致缺乏技術(shù)依據(jù)無(wú)法對(duì)鞋類耐折性能檢測(cè)的量值進(jìn)行溯源。介紹了國(guó)標(biāo)鞋類耐折試驗(yàn)機(jī)的工作原理,根據(jù)其計(jì)量特性,探討了國(guó)標(biāo)鞋類耐折試驗(yàn)機(jī)的一種簡(jiǎn)單校準(zhǔn)方法,并對(duì)其校準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)量不確定度分析,為相關(guān)計(jì)量?jī)x器校準(zhǔn)人員提供參考。
關(guān)鍵詞:國(guó)標(biāo);耐折試驗(yàn)機(jī);校準(zhǔn)方法
中圖分類號(hào):TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A doi:10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.06.097
1前言
本文將根據(jù)國(guó)標(biāo)鞋類耐折試驗(yàn)機(jī)的工作原理和計(jì)量性能要求,結(jié)合實(shí)際校準(zhǔn)工作總結(jié)出一種校準(zhǔn)方法并對(duì)其進(jìn)行測(cè)量不確定度分析。
2工作原理和計(jì)量性能要求
國(guó)標(biāo)鞋類耐折試驗(yàn)機(jī)的工作原理主要是根據(jù)鞋的穿著情況,模擬人體的行走時(shí)腳掌彎曲的特點(diǎn),用試驗(yàn)楦代替腳體,通過(guò)將試樣(成鞋)夾緊于夾持器中,以一定角度、一定頻率進(jìn)行屈撓試驗(yàn),模仿實(shí)體使用狀態(tài)來(lái)回折動(dòng)。
按照相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求,國(guó)標(biāo)鞋類耐折試驗(yàn)機(jī)需滿足以下條件:(1)屈撓角度在0°~55°之間可調(diào);(2)屈撓頻率在每分鐘100次~300次范圍內(nèi)可調(diào);(3)具有按預(yù)置屈撓次數(shù)自動(dòng)停機(jī)的功能;(4)具有對(duì)試樣鼓風(fēng)的裝置。其中第1條和第2條對(duì)國(guó)標(biāo)鞋類耐折試驗(yàn)機(jī)的計(jì)量性能要求為:(1)屈撓角度為50°±1°(特殊要求可在0°~55°之間選擇);(2)屈撓頻率為每分鐘(230±10)次(特殊要求可在每分鐘100次~300次范圍內(nèi)選擇)。
3校準(zhǔn)方法
3.1外觀及環(huán)境條件要求
3.1.1外觀
設(shè)備整機(jī)裝配完整,無(wú)松動(dòng)、脫落現(xiàn)象,計(jì)頻、計(jì)數(shù)、測(cè)角等數(shù)字或機(jī)械顯示裝置能正常穩(wěn)定工作,且應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求,具有屈撓角度可調(diào)、屈撓頻率可調(diào)、按預(yù)置屈撓次數(shù)自動(dòng)停機(jī)和具有對(duì)試樣鼓風(fēng)等的功能。
3.1.2環(huán)境條件
設(shè)備應(yīng)裝在穩(wěn)固基礎(chǔ)上,電源電壓變化不超過(guò)額定值的10%,在鞋類試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下進(jìn)行校準(zhǔn)。
3.2屈撓角度校準(zhǔn)
使用分辨率為0.05°的角度規(guī)(數(shù)顯、底部帶磁)作為屈撓角度校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。調(diào)整耐折試驗(yàn)機(jī)的屈撓角度至規(guī)定角度后,手動(dòng)調(diào)整主機(jī)折動(dòng)部分至擺動(dòng)上方極限位置,將角度規(guī)按折動(dòng)方向垂直吸附于折動(dòng)臂上后將其角度清零,緩慢調(diào)整主機(jī)折動(dòng)部分至擺動(dòng)下方極限位置,讀取角度規(guī)示值。在測(cè)量范圍內(nèi)選擇大致均勻分布的屈撓角度(15°、35°、55°)和典型屈撓角度(50°)共4個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn),分別重復(fù)測(cè)量3次,取每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)平均值作為最終的測(cè)量結(jié)果,依次校準(zhǔn)完各校準(zhǔn)點(diǎn)的不值誤差。
3.3屈撓頻率校準(zhǔn)
使用GZCY—1A型轉(zhuǎn)速頻率儀作為屈撓頻率校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。在耐折試驗(yàn)機(jī)主機(jī)折動(dòng)臂上安裝反射源,開(kāi)啟轉(zhuǎn)速頻率儀并設(shè)置為計(jì)頻模式,將其接收探頭固定放置于可接收反射源信號(hào)的位置。在裝上試樣的條件下,在測(cè)量范圍內(nèi)選擇均勻分布的屈撓頻率(每分鐘100次、200次、300次,以下單位以r/min表示)和典型屈撓頻率(230r/min)共四個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn),開(kāi)啟耐折試驗(yàn)機(jī),分別重復(fù)測(cè)量3次,取每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)平均值作為最終的測(cè)量結(jié)果,依次校準(zhǔn)完各校準(zhǔn)點(diǎn)的示值誤差。
4校準(zhǔn)方法的測(cè)量不確定度分析
4.1屈撓角度校準(zhǔn)的不確定度分析
4.1.1測(cè)量模型
輸入量θ引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要是由測(cè)量重復(fù)性引入的。重復(fù)性條件下,對(duì)國(guó)標(biāo)鞋類耐折試驗(yàn)機(jī)屈撓角度顯示值15°、35°、50°、55°的4個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)分別開(kāi)展
3次獨(dú)立重復(fù)測(cè)量,結(jié)果如表1。
輸入量θ引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要是由測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)即角度規(guī)本身的不確定度引入的。經(jīng)校準(zhǔn),角度規(guī)MPEV=0.15°,服從均勻分布,由此引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
4.1.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度
根據(jù)式(3)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定模型,可得各校準(zhǔn)點(diǎn)的合成校準(zhǔn)不確定度。取包含因子k=2,可得各校準(zhǔn)點(diǎn)的擴(kuò)展不確定度,結(jié)果如表2所示。
4.2屈撓頻率校準(zhǔn)的不確定度分析
4.2.1測(cè)量模型
4.2.4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度
根據(jù)式(6)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定模型,可得各校準(zhǔn)點(diǎn)的合成校準(zhǔn)不確定度。取包含因子k=2,可得各校準(zhǔn)點(diǎn)的擴(kuò)展不確定度,結(jié)果如表4所示。
5結(jié)束語(yǔ)
本文分析了國(guó)標(biāo)鞋類耐折試驗(yàn)機(jī)的工作原理和計(jì)量性能要求等內(nèi)容,探討了一種簡(jiǎn)單實(shí)用的校準(zhǔn)方法。通過(guò)對(duì)校準(zhǔn)方法結(jié)果示值誤差測(cè)量不確定度的分析,得到該方法校準(zhǔn)國(guó)標(biāo)鞋類耐折試驗(yàn)機(jī)屈撓角度的測(cè)量不確定度最大為0.4°,校準(zhǔn)其屈撓頻率的測(cè)量不確定度最大為1.6r/min,均遠(yuǎn)小于相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)國(guó)標(biāo)鞋類耐折試驗(yàn)機(jī)屈撓角度(±1)和屈撓頻率(±10r/min)的計(jì)量性能要求,能滿足國(guó)標(biāo)鞋類耐折試驗(yàn)機(jī)的校準(zhǔn)要求。因此,本文研究的校準(zhǔn)方法具備可行性和可靠性,可為國(guó)標(biāo)鞋類耐折試驗(yàn)機(jī)的校準(zhǔn)提供技術(shù)依據(jù)。