鞋面革崩破強度的測量不確定度評定

金月華，呂曉，徐曄，孫冬（國家皮革質量監督檢驗中心，浙江海寧314400）

鞋面革崩破強度的測量不確定度評定

金月華，呂曉，徐曄，孫冬
（國家皮革質量監督檢驗中心，浙江海寧314400）

測量不確定度是用來表明測量結果可信賴程度，按照鞋面革崩破強度的測試方法QB/T 2712-2005《皮革物理和機械試驗 粒面強度和伸展高度的測定：球形崩裂試驗》和JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》，建立了崩破強度不確定度的試驗模型，分析了測試過程中不確定度的來源，對各不確定度分量進行評定及合成，并計算得出合成不確定度和擴展不確定度。結果表明，影響崩破強度的測量不確定度主要來自操作過程的重復性，這與鞋面革纖維組織的不均勻性、人員操作習慣、試驗環境的溫度和濕度等因素有關。

測量不確定度；鞋面革；崩破強度；試驗模型

1前言

崩破強度是鞋面革的一項重要物理性能指標。本文依據JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》［1］和測試方法QB/T 2712-2005《皮革物理和機械試驗粒面強度和伸展高度的測定：球形崩裂試驗》［2］，對影響鞋面革崩破強度的不確定來源進行分析，發現鞋面革組織纖維的不均勻性、試片的厚度、試驗環境的濕度和溫度、崩裂試驗機儀器本身、數字修約等，都有可能影響測試結果，故對各不確定度分量進行評定和合成，找出主要影響因素，便于在日后的檢測工作中加以控制與改進。

2試驗部分

2.1試驗依據

表1 10個鞋面革的崩破強度

采用行業標準QB/T 2712-2005《皮革物理和機械試驗 粒面強度和伸展高度的測定：球形崩裂試驗》［2］進行檢測。

2.2主要設備

高鐵檢測儀器有限公司生產的皮革崩裂試驗機（型號GT-7072-A），高鐵檢測儀器有限公司生產的厚度計（型號GT-313-A）。

2.3試驗步驟

按QB/T 2712-2005要求切取試樣，用厚度計測量厚度并記錄，然后將試片安裝在崩裂試驗機上，開啟設備進行測試，記錄試樣的崩破力。測試完成后，根據試樣的厚度和崩破力計算每塊試樣的崩破強度。

2.4試驗數據

對同一個鞋面革產品取一組10個樣品，按照測定方法的要求，由不同人員在不同時間獨立測試鞋面革的崩破強度，結果見表1。

由表1數據計算可得，測試結果的標準偏差s（P）見下式：

由上式可知，崩破強度測試結果的標準偏差是6 N/mm。

3試驗模型

上式中：

P——試樣的崩破強度，N/mm；

L——試樣的崩破力，kg；

H——試樣的厚度，mm。

4測量不確定度來源分析

4.1操作過程的重復性

操作過程的重復性不確定度，主要包括試樣的代表性、試驗環境的溫度和濕度、試驗次數、人員操作等，構成A類不確定度主要來源。

4.2試樣厚度測量

厚度計測試時產生的不確定度主要有：厚度計校準產生的標準不確定度，厚度計準確度產生的標準不確定度，厚度計測量的重復性3方面。但由于厚度計的測量重復性包含在4.1中，故在此不再重復分析。

4.3皮革崩裂試驗機測試

皮革崩裂試驗機測試產生的標準不確定度主要有：頂針伸展速度產生的標準不確定度，試驗時崩破力產生的標準不確定度，崩破測試過程的重復性3方面。但由于崩破測試過程的重復性已包含在4.1中，故在此也不再重復分析。

4.4數值修約

由檢測標準可知，試驗結果要求準確至l N/mm，故數值修約引入不確定度。

5相對標準不確定度分量的評定及合成

5.1操作過程的重復性引起的相對標準不確定度urel（P）

由2.4節可知，崩破強度測量結果的標準偏差為：s（P）=6 N/mm，則操作過程的重復性導致的測量結果的相對標準不確定度見下式：

5.2試片厚度測量產生的相對標準不確定度urel（H）

稱量不確定度來源主要是：厚度計校準、讀數的分辨率和測量的重復性3方面。由于厚度計的測量重復性包含在測定結果的重復性中，故這里只考慮前面2個分量。

5.2.1厚度計校準導致的標準不確定度uc（H）

本試驗所用厚度計準確度為0.0l mm，根據檢定證書，該厚度計的標準不確定度為0.002 mm，則：uc（H）=0.002（mm）

5.2.2厚度計準確度導致的標準不確定度uδ（H）

由于該厚度計準確度為0.0l mm，按JJF 1059.1-2012中

4.3.3條，取矩形分布，厚度計準確度導致的標準不確定度見下式：

表2相對標準不確定度一覽表

表3標準不確定度一覽表

5.2.3試樣厚度測量引入的相對標準不確定度urel（H）

試驗時需測試試樣的厚度，試片厚度的標準不確定度見下式：

由表1可知試樣的平均厚度為1.11 mm，則測量厚度引入的相對標準不確定度見下式：

5.3皮革崩裂試驗機測試產生的相對標準不確定度urel（BL）

皮革崩裂試驗機儀器本身產生的標準不確定度主要有頂針伸展速度產生的相對標準不確定度，試驗時崩破力產生的相對標準不確定度。

5.3.1皮革崩裂試驗機頂針伸展速度產生的相對標準不確定度urel（V）

由皮革崩裂試驗機的校準證書上可知，頂針伸展速度的標準不確定度U（V）=1 mm/min，皮革崩裂試驗機實際的轉速是12 r/min，所以其轉速誤差為1/12=8.3％，按JJF 1059-2012 中4.3.3條，取矩形分布，則皮革崩裂試驗機頂針伸展速度產生的相對標準不確定度見下式：

5.3.2崩破力產生的相對標準不確定度ucrel（L）

由皮革崩裂試驗機的校準證書上查得，皮革崩裂試驗機崩破力產生的相對標準不確定度為ucrel（L）=1×10-2

5.3.3皮革崩裂試驗機產生的相對標準不確定度urel（BL）

皮革崩裂試驗機產生的相對標準不確定度見下式：

5.4數值修約導致的相對標準不確定度urel（f）

由標準可知，崩破強度數值修約間隔ΔP為 1 N/mm；按JJF 1059-2012中 4.3.3條，取矩形分布，由數值修約引人的標準不確定度見下式：

由表1可知，試樣的平均崩破強度為395 N/mm，故由數值修約引人的相對標準不確定度見下式：

5.5標準不確定度一覽表

綜上評定，將各不確定度分量的來源及數值匯總如表2、表3。

5.6合成標準不確定度uc）

由于操作過程的重復性、厚度計測量、皮革崩裂試驗機測試和數字修約所引入的各不確定度分量彼此獨立不相關，所以合成標準不確定度見下式：uc）

5.7擴展不確定度U

按JJF 1059-2012 4.5.2條要求，擴展不確定度一般為合成標準不確定度與包含因子k的乘積，在通常情況下，一般取包含因子k=2，則鞋面革崩破強度的標準不確定度見下式：U=k× uc）=2×7=14（N/mm）

5.8結果報告

依據 QB/T 2712-2005，對同一個鞋面革進行測試，檢測結果為：崩破強度=395 N/mm，U=14 N/mm，k=2。

6結論

通過對鞋面革崩破強度測量結果的不確定度進行評估，可以看出：厚度計測量、皮革崩裂試驗機測量、數字修約分別產生的不確定度分量，對總的不確定度影響較小。

本試驗方法崩破強度的測量不確定度主要來自操作過程的重復性，這與鞋面革組織纖維的不均勻性、實驗室環境的濕度和溫度、不同人員操作習慣等有關，在日常檢測中，應嚴格按標準要求進行多次重復檢測，對上述測試環節重點給予監控，來降低測試結果的不確定度。

［1］JJF 1059.1-2012測量不確定度評定與表示［S］.

［2］QB/T 2712-2005皮革物理和機械試驗 粒面強度和伸展高度的測定：球形崩裂試驗［S］.

Evaluation of Measurement Uncertainty in Determination of Shoe Upper Leather Collapse Breaking Strength

JIN Yue-hua，LV Xiao，XU Ye，SUN Dong
（State center of quality supervision and test for leather，Haining 314400，China）

The value of uncertainty in measurements decides reliability of the testing results.According to QB/T 2780-2006 and JJF 1059.1-2012，a mathematic model for evaluating the uncertainty in the determination procedure of collapse breaking strength of shoe upper leather was established.All uncertainty components caused in the testing process were analyzed.At last calculated the combined uncertainty and expanded uncertainty.The results showed that the primary affecting factor of collapse breaking strength is the repeatability of the operation process，which related to upper leather fibrous tissue unevenness，the personnel operating habits and the temperature and humidity of the test environment etc.

measurement uncertainty；shoe upper leather；collapse breaking strength；testing model

金月華（1974-），女，大學本科，工程師，主要從事工作為皮革檢測。E-mail：ksjyh33@126.com，聯系電話：13819319132。