鞋面革崩破强度的测量不确定度评定

金月华，吕晓，徐晔，孙冬（国家皮革质量监督检验中心，浙江海宁314400）

鞋面革崩破强度的测量不确定度评定

金月华，吕晓，徐晔，孙冬
（国家皮革质量监督检验中心，浙江海宁314400）

测量不确定度是用来表明测量结果可信赖程度，按照鞋面革崩破强度的测试方法QB/T 2712-2005《皮革物理和机械试验 粒面强度和伸展高度的测定：球形崩裂试验》和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》，建立了崩破强度不确定度的试验模型，分析了测试过程中不确定度的来源，对各不确定度分量进行评定及合成，并计算得出合成不确定度和扩展不确定度。结果表明，影响崩破强度的测量不确定度主要来自操作过程的重复性，这与鞋面革纤维组织的不均匀性、人员操作习惯、试验环境的温度和湿度等因素有关。

测量不确定度；鞋面革；崩破强度；试验模型

1前言

崩破强度是鞋面革的一项重要物理性能指标。本文依据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》［1］和测试方法QB/T 2712-2005《皮革物理和机械试验粒面强度和伸展高度的测定：球形崩裂试验》［2］，对影响鞋面革崩破强度的不确定来源进行分析，发现鞋面革组织纤维的不均匀性、试片的厚度、试验环境的湿度和温度、崩裂试验机仪器本身、数字修约等，都有可能影响测试结果，故对各不确定度分量进行评定和合成，找出主要影响因素，便于在日后的检测工作中加以控制与改进。

2试验部分

2.1试验依据

表1 10个鞋面革的崩破强度

采用行业标准QB/T 2712-2005《皮革物理和机械试验 粒面强度和伸展高度的测定：球形崩裂试验》［2］进行检测。

2.2主要设备

高铁检测仪器有限公司生产的皮革崩裂试验机（型号GT-7072-A），高铁检测仪器有限公司生产的厚度计（型号GT-313-A）。

2.3试验步骤

按QB/T 2712-2005要求切取试样，用厚度计测量厚度并记录，然后将试片安装在崩裂试验机上，开启设备进行测试，记录试样的崩破力。测试完成后，根据试样的厚度和崩破力计算每块试样的崩破强度。

2.4试验数据

对同一个鞋面革产品取一组10个样品，按照测定方法的要求，由不同人员在不同时间独立测试鞋面革的崩破强度，结果见表1。

由表1数据计算可得，测试结果的标准偏差s（P）见下式：

由上式可知，崩破强度测试结果的标准偏差是6 N/mm。

3试验模型

上式中：

P——试样的崩破强度，N/mm；

L——试样的崩破力，kg；

H——试样的厚度，mm。

4测量不确定度来源分析

4.1操作过程的重复性

操作过程的重复性不确定度，主要包括试样的代表性、试验环境的温度和湿度、试验次数、人员操作等，构成A类不确定度主要来源。

4.2试样厚度测量

厚度计测试时产生的不确定度主要有：厚度计校准产生的标准不确定度，厚度计准确度产生的标准不确定度，厚度计测量的重复性3方面。但由于厚度计的测量重复性包含在4.1中，故在此不再重复分析。

4.3皮革崩裂试验机测试

皮革崩裂试验机测试产生的标准不确定度主要有：顶针伸展速度产生的标准不确定度，试验时崩破力产生的标准不确定度，崩破测试过程的重复性3方面。但由于崩破测试过程的重复性已包含在4.1中，故在此也不再重复分析。

4.4数值修约

由检测标准可知，试验结果要求准确至l N/mm，故数值修约引入不确定度。

5相对标准不确定度分量的评定及合成

5.1操作过程的重复性引起的相对标准不确定度urel（P）

由2.4节可知，崩破强度测量结果的标准偏差为：s（P）=6 N/mm，则操作过程的重复性导致的测量结果的相对标准不确定度见下式：

5.2试片厚度测量产生的相对标准不确定度urel（H）

称量不确定度来源主要是：厚度计校准、读数的分辨率和测量的重复性3方面。由于厚度计的测量重复性包含在测定结果的重复性中，故这里只考虑前面2个分量。

5.2.1厚度计校准导致的标准不确定度uc（H）

本试验所用厚度计准确度为0.0l mm，根据检定证书，该厚度计的标准不确定度为0.002 mm，则：uc（H）=0.002（mm）

5.2.2厚度计准确度导致的标准不确定度uδ（H）

由于该厚度计准确度为0.0l mm，按JJF 1059.1-2012中

4.3.3条，取矩形分布，厚度计准确度导致的标准不确定度见下式：

表2相对标准不确定度一览表

表3标准不确定度一览表

5.2.3试样厚度测量引入的相对标准不确定度urel（H）

试验时需测试试样的厚度，试片厚度的标准不确定度见下式：

由表1可知试样的平均厚度为1.11 mm，则测量厚度引入的相对标准不确定度见下式：

5.3皮革崩裂试验机测试产生的相对标准不确定度urel（BL）

皮革崩裂试验机仪器本身产生的标准不确定度主要有顶针伸展速度产生的相对标准不确定度，试验时崩破力产生的相对标准不确定度。

5.3.1皮革崩裂试验机顶针伸展速度产生的相对标准不确定度urel（V）

由皮革崩裂试验机的校准证书上可知，顶针伸展速度的标准不确定度U（V）=1 mm/min，皮革崩裂试验机实际的转速是12 r/min，所以其转速误差为1/12=8.3％，按JJF 1059-2012 中4.3.3条，取矩形分布，则皮革崩裂试验机顶针伸展速度产生的相对标准不确定度见下式：

5.3.2崩破力产生的相对标准不确定度ucrel（L）

由皮革崩裂试验机的校准证书上查得，皮革崩裂试验机崩破力产生的相对标准不确定度为ucrel（L）=1×10-2

5.3.3皮革崩裂试验机产生的相对标准不确定度urel（BL）

皮革崩裂试验机产生的相对标准不确定度见下式：

5.4数值修约导致的相对标准不确定度urel（f）

由标准可知，崩破强度数值修约间隔ΔP为 1 N/mm；按JJF 1059-2012中 4.3.3条，取矩形分布，由数值修约引人的标准不确定度见下式：

由表1可知，试样的平均崩破强度为395 N/mm，故由数值修约引人的相对标准不确定度见下式：

5.5标准不确定度一览表

综上评定，将各不确定度分量的来源及数值汇总如表2、表3。

5.6合成标准不确定度uc）

由于操作过程的重复性、厚度计测量、皮革崩裂试验机测试和数字修约所引入的各不确定度分量彼此独立不相关，所以合成标准不确定度见下式：uc）

5.7扩展不确定度U

按JJF 1059-2012 4.5.2条要求，扩展不确定度一般为合成标准不确定度与包含因子k的乘积，在通常情况下，一般取包含因子k=2，则鞋面革崩破强度的标准不确定度见下式：U=k× uc）=2×7=14（N/mm）

5.8结果报告

依据 QB/T 2712-2005，对同一个鞋面革进行测试，检测结果为：崩破强度=395 N/mm，U=14 N/mm，k=2。

6结论

通过对鞋面革崩破强度测量结果的不确定度进行评估，可以看出：厚度计测量、皮革崩裂试验机测量、数字修约分别产生的不确定度分量，对总的不确定度影响较小。

本试验方法崩破强度的测量不确定度主要来自操作过程的重复性，这与鞋面革组织纤维的不均匀性、实验室环境的湿度和温度、不同人员操作习惯等有关，在日常检测中，应严格按标准要求进行多次重复检测，对上述测试环节重点给予监控，来降低测试结果的不确定度。

［1］JJF 1059.1-2012测量不确定度评定与表示［S］.

［2］QB/T 2712-2005皮革物理和机械试验 粒面强度和伸展高度的测定：球形崩裂试验［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

金月华（1974-），女，大学本科，工程师，主要从事工作为皮革检测。E-mail：ksjyh33@126.com，联系电话：13819319132。