毛绒玩具燃烧速度测量的不确定度评定

黄榜，张利，邓敏

(重庆市计量质量检测研究院，重庆 401121)

1 测量原理

GB 6675.2-2014“玩具安全 第3部分：易燃性能”。将毛绒玩具垂直悬挂，选择最易燃烧部位，燃烧器以45°角度接触试样，测试玩具燃烧速度。

2 数学模型

其中：V:火焰蔓延速度,mm/s

S:火焰蔓延距离，mm

T:火焰蔓延时间，s

3 不确定度分量

经分析有以下几方面的主要来源：测量重复性引起的不确定分量U1,钢直尺示值允差引起的不确定分量U2,钢直尺分辨力引起的不确定分量U3,计时系统示值允差引起的不确定分量U4,计时系统分辨力引起的不确定分量U5

3.1 测量重复性引起的不确定分量U1

将毛绒玩具垂直摆放,头部在最上方,燃烧器以45°角度放置,用火(20±2)mm高的测试火焰接触玩具(3±0.5)s，燃烧器管边缘至玩具间的距离为5mm左右，并且点火区域在垂直测试区域下边缘上方的20mm～50mm的范围内，移去测试火焰后，测定火焰在玩具表面从接触点到玩具上部边缘蔓延所需的时间。

实验数据如下:

12345燃烧长度,mm313320317319309燃烧时间,s19.820.420.621.020.9燃烧速度,mm/s15.815.615.315.114.7

由贝塞尔公式计算出实验标准差U1来表示A类评定标准不确定度:

自由度:ν=n-1=4

3.2 钢直尺示值允差引起的不确定分量U2

钢直尺的示值误差为±0.15mm,服从均匀分布,它所引起的标准不确定度有用B类评定方法评定:

3.3 钢直尺分辨力引起的不确定分量U3

3.4 计时系统示值允差引起的不确定分量U4

计时系统的示值误差为±0.1s,服从均匀分布,它所引起的标准不确定度有用B类评定方法评定:

3.5 计时系统分辨力引起的不确定分量U5

4 不确定度概算

毛绒玩具燃烧速率测量不确定度分量汇总表

5 合成标准不确定度

对于直接测量，各标准不确定度分量通常是互不相关的，采用方和根方法合成：

6 扩展不确定度

以置信水平95%，自由度为41，得到k=2，因此扩展不确定度为

U=kUC=2×0.444=0.888(mm/s)

7 测量不确定度报告