灼熱絲試驗的不確定度評定.doc

灼熱絲試驗的不確定度評定灼熱絲試驗是測試材料或者元器件在某一溫度下的耐熱性能的試驗。它是最常規(guī)的一個試驗，能否正確地操作該試驗，不僅反映操作人員的工作能力，同時也是對實驗室常規(guī)試驗?zāi)芰Φ目疾?。GB/T 5169.10（IEC 60695-2-10)為灼熱絲試驗方法的總則，GB/T 5169.11（IEC 60695-2-11）對成品的灼熱絲試驗作出了規(guī)定、GB/T 5169.12(IEC 60695-2-12)對材料的灼熱絲可燃性試驗作出了規(guī)定、GB/T 5169.13（IEC 60695-2-13）對材料的灼熱絲起燃性試驗作出了規(guī)定。由于灼熱絲試驗中需要對燃燒火焰的高度和時間進(jìn)行記錄，根據(jù) JJF 10591999測量不確定評定與表示的規(guī)定，應(yīng)對該試驗進(jìn)行不確定度評定。測量不確定度就是對測量結(jié)果質(zhì)量的定量表征，測量結(jié)果的可用性在很大程度上取決于其不確定度的大小。不確定度的應(yīng)用隨著科技的發(fā)展，不僅滲透到科學(xué)技術(shù)的各個領(lǐng)域，而且還影響社會生活的各個方面。JJF 10591999測量不確定評定與表示是評定與表示不確定度的一種通用規(guī)則，適用于各種準(zhǔn)確度等級的測量領(lǐng)域。中國實驗室國家認(rèn)可委員會CNAL/AC 01：2005檢測和校準(zhǔn)實驗室能力認(rèn)可準(zhǔn)則中5.4檢測和校準(zhǔn)方法及方法的確認(rèn)中，明確規(guī)定了檢測實驗室應(yīng)具有并應(yīng)用評定測量不確定度的程序。一、試驗描述試樣在溫度1535，相對濕度4575的穩(wěn)定環(huán)境放置下24小時。灼熱絲的溫度為650、750和850三個溫度等級。操作時灼熱絲要施加在試樣的中心位置，試樣要保持垂直放置，試樣垂直相交于灼熱絲裝置，如果灼熱絲穿透接觸試樣，灼熱絲不允許接觸試樣的支撐體，灼熱絲深入材料的深度為7mm。同時，試驗箱體內(nèi)在灼熱絲裝置和箱體背板之間距離100mm處放置一個熱電偶，用以監(jiān)測整個測試期間的溫度，記錄測試的起止時間，記錄對試樣的預(yù)處理的溫度和相對濕度。灼熱絲施加在試樣的時間為30s。試驗的過程中，還要觀察：試樣是否起燃；起燃前的時間；火焰的最高高度是多少；火焰的高度逐漸升高還是逐漸降低；灼熱絲移開后，試樣是否還在燃燒；燃燒持續(xù)的時間是多少；在試驗的開始和結(jié)束的時間；在試驗時，房間的環(huán)境溫度和相對濕度等許多物理量。二、不確定度分析步驟在上述的條件中，影響試驗結(jié)果的最主要因素為灼熱絲的溫度和施加在試樣上的時間是否達(dá)到要求。1 明確不確定度的分類不確定度分為A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度和B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度。A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度是指在重復(fù)條件下或復(fù)現(xiàn)性條件下進(jìn)行n次獨(dú)立重復(fù)觀測，以樣本的算術(shù)平均值作為被測量的估計，以平均值的實驗標(biāo)準(zhǔn)差作為測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度的信息來源有：以前的觀測數(shù)據(jù)、對有關(guān)資料和測量儀器的了解和經(jīng)驗、生產(chǎn)部門提供的技術(shù)說明文件、校準(zhǔn)證書及鑒定證書等提供的數(shù)據(jù)和準(zhǔn)確度的等級或級別、手冊或某些資料上提供的不確定度、規(guī)定試驗方法的國家標(biāo)準(zhǔn)用這類方法進(jìn)行的評定。通過上述方法得到估計方差，稱為B類方差。2 計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度時，當(dāng)輸入量是彼此獨(dú)立或不相關(guān)時，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可以通過下式得到。下載 (8.33 KB)2010-4-12 19:55式中：f被測量與諸直接測得量xi的函數(shù)關(guān)系。u(xi)或是A類評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，或是B類評定標(biāo)準(zhǔn)不確定度。3 計算擴(kuò)展不確定度擴(kuò)展不確定度有兩種，即U和Up。前者為標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)，后者為具有概率p的置信區(qū)間的半寬。其中，Ukuc（y），k為包含因子，可以期望在（yU）至（y+U）的區(qū)間內(nèi)包含了測量結(jié)果可能值的較大部分，一般情況k2。Upkpuc（y），kp為給定概率p的包含因子，可以期望在（yUp）至（yUp）的區(qū)間內(nèi)，以概率p包含測量結(jié)果的可能值，一般情況kp95。4給出不確定度報告完整的報告包括兩個基本量：測量結(jié)果的最佳估計值及其不確定度。三、試驗數(shù)據(jù)分析1測量儀器引入的不確定度灼熱絲試驗儀的型號TO3.35，制造廠為德國PTL，出廠編號5011105。熱電偶的材料為鎳鋁絲，效準(zhǔn)結(jié)果擴(kuò)展不確定度為1.2，置信水平為95。測量時熱電偶引入的不確定度分量 ud1=1.2/2=0.6。設(shè)備上的計時器校準(zhǔn)證書上提供的不確定度為0.3s，置信水平為95。測量時，時間引入的不確定度分量ud2=0.3/2=0.15。拉力的不確定度為0.05N，置信水平為95。測量時，拉力引入的不確定度分量ud3=0.05/2=0.025。2測量人員引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度在滿足重復(fù)性條件的統(tǒng)計控制狀態(tài)下，按照以前的測量數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，檢測人員測量溫度的不確定度為2，置信水平為95，由此引入的是B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，為ud4=2/1.96=1.02。3計算合成不確定度將上述的4個數(shù)字帶入公式（1），uy（xi）=1.193。四、試驗數(shù)據(jù)的討論由于灼熱絲試驗的數(shù)學(xué)模型比較復(fù)雜，試驗中測量的不確定度來源主要為測量儀器和試驗中參與的試驗人員，其他的因素如：材料的材質(zhì)、試驗中溫度的變化、材料的厚度以及小車的速度等對灼熱絲的結(jié)果都有一定的影響，但最主要的因素為前兩個因素。對于其他因素的影響分析由于涉及到材料科學(xué)的范疇，在此不再討論。從試驗的結(jié)果，可以得到以下 結(jié)論。（1）影響灼熱絲實驗結(jié)果的兩個主要因素：人和儀器。（2）在這兩個因素中，對實驗結(jié)果有較大影響的是人為因素。如在上述的試驗中，由于試驗設(shè)備精度較高，對灼熱絲的結(jié)果影響較小，由