卧式纸张抗张试验机校准方法和影响分析

马 兴

（1.福建省计量科学研究院，福建 福州 350003；2.国家市场监管总局重点实验室（力值计量测试），福建 福州 350003；3.福建省力值计量测试重点实验室，福建 福州 350003）

引言

卧式抗张试验机是纸与纸板抗张试验的专用仪器。用于检测纸与纸板抗张力、抗张强度、能量吸收、伸长率等物理指标。各包装行业检测机构、国家检测中心和大部分包装类实验室均配备有该试验仪，企业产品出厂检验和国家技术机构监督检查均要使用该仪器的测量数据。

1 卧式抗张试验机试验速度的校准方法

在规定条件下，用电子数显卡尺（钢卷尺）和电子秒表测量卧式纸张抗张试验机的试验速度，根据选定的检测点开机使夹头移动，用电子秒表测量移动时间，用电子数显卡尺（钢卷尺）测量移动距离，通过计算得到实测速度值，重复测量三次，取平均值作为相应的测量结果[1-2]。

2 卧式抗张试验机试验速度测量结果不确定评定

2.1 测量模型

式中：v为卧式纸张抗张试验机试验速度，mm/min；Lˉ为卧式纸张抗张试验机夹头移动的距离测量三次测量值的平均值，mm；tˉ为卧式纸张抗张试验机夹头移动的行程时间测量三次测量值的平均值，min。

2.2 标准不确定度分量的评定

其不确定度来源主要是测量重复性引入的不确定度。u1（），可以A类方法评定u1（）；电子数显卡尺准确度引入的不确定度u2（），可以B类方法评定u2（）。

1）选取一台卧式纸张抗张试验机，用电子数显卡尺对夹头移动速度为20 mm/min在5 min内的移动距离进行10次测量，得到测量列表见表1。

表1 移动距离测量一览表

实际测量中是在重复性条件下测量3次，取其算术平均值为测量结果。

2）电子数显卡尺最大允许误差为±0.03 mm，估计为均匀分布，其引入的标准不确定度为：

3）合成u1（）与u2（）两项0.123 mm。

2.2.2 输入量tˉ的标准不确定度u（）的评定

其不确定度来源主要是测量重复性引入的不确定度。u1（），可以A类方法评定u1（）；电子秒表准确度引入的不确定度u2（），可以B类方法评定u2（）。

1）用电子秒表对其夹头的行程时间进行10次测量，得到测量列表如表2所示。

表2 行程时间测量一览表

实际测量中是在重复性条件下测量3次，取其算术平均值为测量结果。

2）电子秒表最大允许误差为±0.1 s，估计为均匀分布，其引入的标准不确定度为：

3）合成u1（）与u2（）两项0.001 min。

2.3 合成标准不确定度的评定

2）标准不确定度汇总表，见表3。

表3 速度测量结果标准不确定度分量一览表

2.4 扩展不确定度的评定

取包含因子k=2，则U=k·uc=0.02 mm/min

3 卧式抗张试验机试验力值的校准方法

用标准负荷测量仪测量卧式纸张抗张试验机的力值示值误差，按照检定规程选取好不少于5个校准点，校准前将力值清零开始试验，当标准负荷测量仪力值达到规定要求时读取试验机读数，将试验机读数减去标准负荷测量仪的读数的差除以标准负荷测量仪的读数即为试验机力值示值误差，重复测量三次，取平均值作为相应的测量结果。

4 卧式抗张试验机试验力值测量结果不确定评定

4.1 测量模型

4.2 标准不确定度分量的评定

其不确定度来源主要是测量重复性引入的不确定度u1（），可以A类方法评定u1（）；还来源于指示仪器分辨力，它估计为均匀分布，可以用B类方法评定u2（），为避免重复计算，在计算u（）只需取u1（）和u2（）的大者即可。

1）选取一台卧式纸张抗张试验机，在标准负荷测量仪显示值为100 N记录试验机对应的读数，进行10次测量，得到测量列表如表4所示。

实际测量中是在重复性条件下测量3次，取其算术平均值为测量结果。则

2）卧式纸张抗张试验机显示分辨率为0.01 N，所引入的不确定为

4.2.2 输入量F0的标准不确定度u（F0）的评定

其不确定度来源主要由标准负荷测量仪准确度引入的不确定度u（F0），可以B类方法评定u（F0）。

标准负荷测量仪的等级为0.1级，估计为均匀分布，其引入的标准不确定度为：

4.3 合成标准不确定度的评定

2）标准不确定度汇总表见下页表5。

表5 力值示值误差标准不确定度分量一览表

4.4 扩展不确定度的评定

取包含因子k=2，则Urel=k·ucr=0.4%。

5 结语

保证卧式抗张试验机试验速度和力值的准确性，通过校准等方法实现量值的溯源性，在包装行业的质量控制中起到重要作用；本文介绍我院对卧式抗张试验机试验速度和力值进行校准方法和不确定度评定方法。