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針織物頂破強(qiáng)力測(cè)試有哪些不確定度？
測(cè)量不確定度和傳統(tǒng)的誤差分析相比較更具有操作性，而目前紡織行業(yè)測(cè)試不確定度的評(píng)估還比較少，所以本文馥勒儀器小編在網(wǎng)上了解的關(guān)于針織物破強(qiáng)力測(cè)試的不確定問題文章分享給大家。
該類力學(xué)試驗(yàn)采用研制改造的彈子頂破強(qiáng)力儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試系統(tǒng)包括頂壓球桿、框架式固定夾具座、試樣固定夾具等。并且使用材料試驗(yàn)機(jī)，其能有效地保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性和可靠性，量程為（0～5）kN。按照GB/T19976-2005《針織物頂破強(qiáng)力的測(cè)試》要求設(shè)定拉伸速度為300mm/min，采用ASTM D5034規(guī)定的實(shí)驗(yàn)參數(shù)：鋼球外弧頂點(diǎn)與織物平面距離為75mm。
一、數(shù)學(xué)模型：
根據(jù)本實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，建立如下不確定度分析的數(shù)學(xué)模型：
式中:Y——已修正的頂破強(qiáng)力測(cè)量值；——重復(fù)測(cè)量算術(shù)平均值；——修正值。
二、不確定度的主要來源
本測(cè)量方法主要包括手工制樣、確定頂壓起始距離、夾樣及拉伸等幾個(gè)過程。
依據(jù)商品的特征及檢驗(yàn)方法、實(shí)際操作情況，不確定度的主要來源有:取樣的隨機(jī)性、檢測(cè)過程操作的差異等分量引起的不確定度；材料試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)確度、儀器跟蹤應(yīng)力的靈敏度和模量轉(zhuǎn)換(包括數(shù)字修約)的準(zhǔn)確性導(dǎo)致自動(dòng)顯示終端的示值誤差。
1.隨機(jī)效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度：
1）試樣的代表性：
以下因素的分散性均構(gòu)成試樣間強(qiáng)力測(cè)試結(jié)果的差異：
①紗線的細(xì)度、均勻度、捻度；
②織物的密度、成分、組織結(jié)構(gòu)。
2）偏離方法要求的因素導(dǎo)致的不確定度：
①夾持狀態(tài)不理想：
按GB/T19976-2005的要求，鋼球中心應(yīng)位于織物夾具圓孔中心正上方，但在實(shí)際操作時(shí)難以控制到理想狀態(tài)，由此導(dǎo)致了測(cè)量不確定度分量。
②調(diào)濕偏差：
某些織物(如麻織物、粘膠織物)的強(qiáng)力與濕度密切相關(guān)，由于調(diào)濕時(shí)間或濕度的波動(dòng)將導(dǎo)致強(qiáng)力值的波動(dòng)。
③強(qiáng)力機(jī)拉伸速度均勻性：
拉伸速度不均勻?qū)?dǎo)致強(qiáng)力儀模量轉(zhuǎn)換失真。
2.儀器示值的準(zhǔn)確性導(dǎo)致的不確定度：
主要是由于儀器跟蹤應(yīng)力的靈敏度和模量轉(zhuǎn)換(包括數(shù)字修約)的準(zhǔn)確性導(dǎo)致自動(dòng)顯示終端的示值誤差。
三、不確定度的評(píng)定：
1.A類不確定度uA(X)的評(píng)估分析：
因取樣的隨機(jī)性、檢測(cè)過程操作的差異等引起的不確定度采用A類方法進(jìn)行評(píng)估。
以4組樣品在標(biāo)準(zhǔn)條件下各測(cè)10個(gè)試樣的結(jié)果為基本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，評(píng)定其實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差。樣品是純棉26S緯平針布。
<CTSM>針織物頂破強(qiáng)力測(cè)試結(jié)果單位：N</CTSM>
根據(jù)m=4，n=10，通過下式計(jì)算總算術(shù)平均值。
所以，合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差為：
m組樣品n次測(cè)量平均值的測(cè)量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：
2.B類不確定度uB(X)的評(píng)估分析：
1）修約誤差：
本實(shí)驗(yàn)中由數(shù)字修約導(dǎo)致的不確定度、測(cè)量?jī)x器的示值量化導(dǎo)致的不確定度都屬于均勻分布。GB/T19976-2005的結(jié)果修約按如下規(guī)則進(jìn)行:強(qiáng)力的平均值修約到整數(shù)位δx，即1N。所以平均值為334N時(shí)，計(jì)算平均值修約導(dǎo)致的不確定度為:
2）示值相對(duì)誤差
儀器示值的準(zhǔn)確性導(dǎo)致的不確定度主要是由于儀器跟蹤應(yīng)力的靈敏度和模量轉(zhuǎn)換(包括數(shù)字修約)的準(zhǔn)確性導(dǎo)致自動(dòng)顯示終端的示值誤差。根據(jù)強(qiáng)力機(jī)技術(shù)資料標(biāo)明:強(qiáng)力的示值相對(duì)誤差為0.5%，而。按均勻分布處理，強(qiáng)力機(jī)大示值誤差導(dǎo)致的示值標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：
3）示值重復(fù)性：
根據(jù)校準(zhǔn)證書可知，示值重復(fù)性為1%，并指出其置信概率為95%，按正態(tài)分布處理，其示值重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：
4）載荷進(jìn)回程相對(duì)誤差
根據(jù)強(qiáng)力機(jī)校準(zhǔn)證書可知，載荷進(jìn)回程相對(duì)誤差為1.5%，并指出其置信概率為95%，按正態(tài)分布處理，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
5）橫梁速度變動(dòng)導(dǎo)致的不確定度：
由實(shí)驗(yàn)可以得到橫梁移動(dòng)速度的變化會(huì)引起織物頂破強(qiáng)力的變動(dòng)。橫梁負(fù)載速度的相對(duì)誤差為1%，按均勻分布處理，得到橫梁移動(dòng)速度大誤差導(dǎo)致的橫梁移動(dòng)速度標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
平均頂破強(qiáng)力為334.15N，所以平均機(jī)器功率為：
式中：P——強(qiáng)力機(jī)實(shí)際功率，W；F——強(qiáng)力，N；V——橫梁速度，mm/min。
四、擴(kuò)展不確定度：
包含因子k=2，則平均頂破強(qiáng)力的擴(kuò)展不確定度：Uy=kuc(Y)=2×4.22≈8.5N
七、不確定度的報(bào)告：
本實(shí)驗(yàn)情況下，針織物頂破強(qiáng)力平均值Y=334N，擴(kuò)展不確定度Uy=8.5N，k=2。
五、結(jié)論
1.作為一個(gè)新研制改造的針織物頂破強(qiáng)力測(cè)試系統(tǒng)，進(jìn)行該系統(tǒng)的測(cè)量不確定度評(píng)定具有重要的研究?jī)r(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)也擴(kuò)大了紡織測(cè)試領(lǐng)域的不確定度評(píng)估范圍。
2.不確定度的主要來源是取樣隨機(jī)性、強(qiáng)力機(jī)的示值準(zhǔn)確度等，所以為保證測(cè)試結(jié)果的正確，必須確保儀器量值溯源的準(zhǔn)確，按計(jì)劃進(jìn)行期間核查。