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)。