趙金晶，訾 君，陳惠敏

（江蘇省紡織產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，江蘇南京 210007）

紡織品在穿著和使用過程中，肘部、膝部等部位不斷受到集中性負(fù)荷的頂、壓作用而擴(kuò)張直至破壞，這種破壞現(xiàn)象僅靠測試紡織品的拉伸斷裂強(qiáng)力并不能反映實(shí)際穿著的情況，而紡織品的脹破強(qiáng)力就能很好體現(xiàn)這一點(diǎn)。所以脹破強(qiáng)力是考核紡織品質(zhì)量的一個(gè)重要物理指標(biāo)。

目前，各個(gè)實(shí)驗(yàn)室為了提高測試結(jié)果的可信度和用戶心目中的美譽(yù)度，而積極依據(jù)ISO / IEC 17025《檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》[1]參與實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可活動(dòng)。相對以前的ISO / IEC導(dǎo)則25，新標(biāo)準(zhǔn)更加強(qiáng)調(diào)應(yīng)提供對于測試結(jié)果的不確定度的評估。同時(shí)，中國實(shí)驗(yàn)室國家認(rèn)可委員會(huì)有關(guān)測量不確定度的政策中規(guī)定：“測試實(shí)驗(yàn)室應(yīng)建立并應(yīng)用測量不確定度的評估程序”，測量不確定度的應(yīng)用是測試計(jì)量領(lǐng)域的一大進(jìn)步。它與傳統(tǒng)的誤差分析理論相比較，更加具有操作性。

因此，本研究運(yùn)用不確定度理論對實(shí)驗(yàn)室的液壓脹破儀測試系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行不確定度的評估具有一定的實(shí)用意義。

1　實(shí)驗(yàn)

1.1　實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

參照GB/T 7742.1-2005《紡織品 織物脹破性能第1部分：脹破強(qiáng)力和脹破擴(kuò)張度的測定 液壓法》[2]。

1.2　實(shí)驗(yàn)方法

將試樣夾持在可延伸的膜片上，在膜片下面施加液體壓力，使膜片和試樣膨脹。以恒定速度增加液體體積，直到試樣破裂，測得脹破強(qiáng)力。

1.3　實(shí)驗(yàn)環(huán)境

樣品調(diào)濕和實(shí)驗(yàn)在溫度為(20±2)℃、相對濕度為(65±2)% 的恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。

1.4　實(shí)驗(yàn)儀器

本實(shí)驗(yàn)使用溫州方圓儀器有限公司生產(chǎn)的YG032F型全自動(dòng)織物脹破強(qiáng)度儀。

1.5　實(shí)驗(yàn)樣品

按照GB/T 7742.1-2005 附錄A的方法裁取面積為50 cm2的試樣，10塊作為一組實(shí)驗(yàn)。

2　不確定度來源分析和評定

本實(shí)驗(yàn)測試方法根據(jù)GB/T 7742.1-2005，實(shí)驗(yàn)步驟如圖1所示。

圖1　織物脹破強(qiáng)力實(shí)驗(yàn)流程圖

分析脹破強(qiáng)力不確定度的來源的因素，具體關(guān)系如圖2所示。

圖2　織物脹破強(qiáng)力實(shí)驗(yàn)不確定來源圖

2.1　隨機(jī)效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度

從圖2可以看出，測量不確定度將部分來自于樣品均勻性、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中環(huán)境因素（溫度、濕度等）的隨機(jī)性和實(shí)驗(yàn)人員操作、判定的隨機(jī)性。

按照GB/T 7742.1所述實(shí)驗(yàn)步驟，由5位不同的實(shí)驗(yàn)員使用同一臺(tái)儀器，在相同條件下測量同一樣品分別得到10組數(shù)據(jù)，樣品是克重為428 g/m2的羊毛緯平針織物。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1　織物脹破強(qiáng)力測量結(jié)果及偏差計(jì)算表

單次測量的不確定度（實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差）由貝塞爾公式計(jì)算：

（1）式中，Xi為第i次脹破強(qiáng)力的測定值，為n次測量脹破強(qiáng)力的平均值，n為測量總次數(shù)，S(X)為單次測量的不確定度。

采用肖維勒準(zhǔn)則剔除異常值,對于測量次數(shù)為10次時(shí),異常界限系數(shù)k=1.96,則：

據(jù)此，檢查表1中的10組測量數(shù)據(jù)均為有效測量值。

此標(biāo)準(zhǔn)偏差相對于367kPa的液壓脹破強(qiáng)力而言，測量的隨機(jī)效應(yīng)產(chǎn)生的相對不確定度為：

2.2液壓脹破儀測量引入的不確定度

根據(jù)計(jì)量證書檢定的結(jié)果，在符合要求的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，實(shí)驗(yàn)所用儀器擴(kuò)展不確定度U=0.01MPa，k=2，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

對于本實(shí)驗(yàn)樣品壓強(qiáng)而言，測量的相對不確定度如下：

2.3　數(shù)值修約引入的不確定度

按照GB/T 7742.1-2005的規(guī)定：結(jié)果修約至三位有效數(shù)字 。本實(shí)驗(yàn)即1kPa。由數(shù)字修約導(dǎo)致的不確定度屬于均勻分布。根據(jù)JJF1059-1999[3]規(guī)定，計(jì)算平均值修約導(dǎo)致的不確定度為：

相對于367kPa的脹破強(qiáng)力，修約導(dǎo)致的相對不確定度為：

2.4　合成不確定度

有上述分析可知，相對合成不確定度的計(jì)算為：

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.5　擴(kuò)展不確定度

取包含因子k = 2 ( 近似95%置信概率) ，則擴(kuò)展不確定度為：

2.6　不確定度報(bào)告與表示

綜上所述,實(shí)驗(yàn)液壓法測定脹破強(qiáng)力的結(jié)果可表示為：(367±11)kPa ，k＝ 2。

3　結(jié)論

分析顯示，在本文所采用的實(shí)驗(yàn)方法和測量條件下，各不確定度分量對紡織品脹破強(qiáng)力的影響不同?？傮w來說，液壓脹破儀的精準(zhǔn)程度對不確定度總量影響最大。液壓脹破儀作為本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)所用到的最主要的儀器，是很核心的一個(gè)不確定度分量，其精密程度很大程度上直接制約了紡織品液壓法測定脹破強(qiáng)力分析測量的準(zhǔn)確性。其次，隨機(jī)效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度對不確定度總量也有重要的影響。這除了與樣品均勻性、測試環(huán)境等客觀因素有關(guān)之外，也與實(shí)驗(yàn)人員的操作、判定有直接聯(lián)系。

所以，在檢測過程中要嚴(yán)格按照操作程序，使用精度高、穩(wěn)定性好的儀器設(shè)備，對儀器設(shè)備定期校檢，減少人為操作、判定的不當(dāng)，同時(shí)注意數(shù)值修約，可有效減少針織物液壓法測定脹破強(qiáng)力分析測量中的不確定度。

[1]ISO/IEC 17025 ： 2005 《檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》[S].

[2]GB/T 7742.1-2005《紡織品 織物脹破性能 第1部分：脹破強(qiáng)力和脹破擴(kuò)張度的測定 液壓法》[S].

[3]JJF 1059-1999 測量不確定度的評定與表示[S].