HVI測(cè)試細(xì)絨棉纖維長(zhǎng)度、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值不確定度分析

1、HVI細(xì)絨棉纖維長(zhǎng)度、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值不確定度分析按照GB/T203922006HVI棉纖維物理性能試驗(yàn)方法的要求，把細(xì)絨棉待測(cè)樣品放在溫度為（20±2），濕度（65±3）%的恒定溫濕度環(huán)境下平衡24小時(shí)后，測(cè)試棉纖維的上半部平均長(zhǎng)度、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值，計(jì)算試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)差，對(duì)測(cè)試產(chǎn)生的不確定度進(jìn)行評(píng)定。一、 棉纖維上半部平均長(zhǎng)度不確定度的評(píng)定1、 測(cè)試原理棉纖維沿其長(zhǎng)度方向被梳夾隨機(jī)夾持，排列在梳夾上，構(gòu)成棉須。光學(xué)系統(tǒng)對(duì)棉須從根部到梢部進(jìn)行掃描，根據(jù)透過棉須光通量的變化，獲得精確的照影曲線，計(jì)算出各項(xiàng)長(zhǎng)度指標(biāo)，從電腦顯示出來(lái)。2、 測(cè)試過程從顯示屏顯示的菜單選定長(zhǎng)強(qiáng)

2、校準(zhǔn)程序，選擇兩個(gè)已具有上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度標(biāo)定值的校準(zhǔn)棉樣，按照儀器提示的指令進(jìn)行校準(zhǔn)。然后進(jìn)入測(cè)試程序，對(duì)每個(gè)樣品做一組試樣的測(cè)定以驗(yàn)證校準(zhǔn)情況，使校準(zhǔn)棉樣的實(shí)測(cè)符合要求。待驗(yàn)證通過后，從待測(cè)樣品中取出試驗(yàn)試樣，將樣品放在取樣器上，按下測(cè)試按鈕，樣品自動(dòng)進(jìn)行測(cè)試，顯示屏顯示測(cè)定值及相關(guān)信息，同時(shí)顯示下一道測(cè)試的指令，再進(jìn)行同一樣品下一試驗(yàn)試樣的測(cè)試。3、 數(shù)學(xué)模型L=Li+L式中：L上半部平均長(zhǎng)度，mm；Li上半部平均長(zhǎng)度的測(cè)定值，mm；L修正值，mm。4、 不確定度的來(lái)源（1）、重復(fù)性測(cè)試引起的不確定度；（2）、環(huán)境溫濕度的影響所引起的不確定度；（3）、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)引起的不確定度。

3、5、不確定度分量的評(píng)定（1）、測(cè)試過程隨機(jī)性導(dǎo)致的不確定度對(duì)同一個(gè)棉花樣品的10個(gè)試樣進(jìn)行測(cè)試，測(cè)定的上半部平均長(zhǎng)度值如表1。表1 同一棉樣測(cè)試10次的上半部平均長(zhǎng)度序號(hào)12345678910測(cè)試值()28.529.128.329.229.528.629.028.428.329.3算術(shù)平均值：=28.8實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：由貝塞爾公式s（x）=0.45式中：n表示測(cè)量次數(shù)；表示n次測(cè)量的算術(shù)平均值；表示殘差；n-1表示自由度算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：u()=0.1423(2)、標(biāo)準(zhǔn)棉樣校準(zhǔn)引入的不確定度根據(jù)HVICC校準(zhǔn)棉樣的校準(zhǔn)允差規(guī)定，上半部平均長(zhǎng)度的允差為：±0.4mm。則校準(zhǔn)棉樣校

4、準(zhǔn)所引起的不確定度，可按均勻分布考慮u(l)=0.2303（3）、環(huán)境溫濕度所引起的不確定度環(huán)境溫濕度對(duì)棉纖維長(zhǎng)度有一定的影響，但HVI測(cè)試棉纖維上半部平均長(zhǎng)度都是在溫度（20±2），濕度（65±3）%的恒定溫濕度環(huán)境條件下進(jìn)行測(cè)試，所以溫濕度對(duì)棉纖維長(zhǎng)度的影響較小，實(shí)際工作中可不計(jì)。6、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u= =0.27077、擴(kuò)展不確定度 取包含因子K=2，則擴(kuò)展不確定度u=K=2*0.2707=0.54148、結(jié)果報(bào)告 對(duì)細(xì)絨棉樣品的上半部平均長(zhǎng)度按GB/20392-2006進(jìn)行測(cè)試，在K=2時(shí)單次測(cè)試結(jié)果為28.8（±）0.5414mm。二、 棉纖維斷裂比強(qiáng)

5、度不確定度的評(píng)定1、 數(shù)學(xué)模型P=Pi+P式中：P-斷裂比強(qiáng)度，cN/tex；Pi斷裂比強(qiáng)度的測(cè)定值，cN/tex；P-修正值，cN/tex。2、 不確定度來(lái)源（1）、重復(fù)性測(cè)試引起的不確定度；（2）、環(huán)境溫濕度的影響所引起的不確定度；（3）、馬克隆值修正引起的不確定度；（4）、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)引起的不確定度；3、不確定度分量的評(píng)定 （1）、測(cè)試過程隨機(jī)性導(dǎo)致的不確定度同一個(gè)棉花樣品的10個(gè)試樣進(jìn)行測(cè)試，測(cè)定的斷裂比強(qiáng)度值如表2表2 同一棉樣測(cè)試10次的斷裂比強(qiáng)度序號(hào)12345678910測(cè)試值()28.028.229.727.027.729.328.628.429.328.7算術(shù)平均值：=28.

6、51實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：由貝塞爾公式s（x）=0.817式中：n表示測(cè)量次數(shù)；表示n次測(cè)量的算術(shù)平均值；表示殘差；n-1表示自由度算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：u()=0.2583 （2）、標(biāo)準(zhǔn)棉樣校準(zhǔn)引入的不確定度根據(jù)HVICC校準(zhǔn)棉樣的校準(zhǔn)允差規(guī)定，斷裂比強(qiáng)度的允差為：±1.2gf/tex；則校準(zhǔn)棉樣校準(zhǔn)所引起的不確定度，可按均勻分布考慮。u=0.679(3)、馬克隆值修正引起的不確定度 恒溫恒濕環(huán)境條件下，棉花樣品的斷裂比強(qiáng)度由于馬克隆值的修正所引起的不確定度較小，可忽略不計(jì)。（4）、環(huán)境溫濕度所引起的不確定度環(huán)境溫濕度對(duì)棉纖維斷裂比強(qiáng)度有一定的影響，但HVI測(cè)試棉纖維斷裂比強(qiáng)度都是在溫

7、度（20±2），濕度（65±3）%的恒定溫濕度環(huán)境條件下進(jìn)行測(cè)試，所以溫濕度對(duì)棉纖維斷裂比強(qiáng)度影響較小，實(shí)際工作中可忽略不計(jì)。4、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 uc= =0.72655、 擴(kuò)展不確定度 取包含因子K=2，則擴(kuò)展不確定度u=K uc=2*0.7265=1.4536、 結(jié)果報(bào)告對(duì)細(xì)絨棉樣品的斷裂比強(qiáng)度按GB/T203922006進(jìn)行測(cè)試，在K=2時(shí)其單次測(cè)試結(jié)果為（28.51±1.453）cN/tex。三、 棉纖維馬克隆值不確定度的評(píng)定1、 數(shù)學(xué)模型Mic=Mici+Mic式中：Mic馬克隆值；Mici馬克隆值的測(cè)定值；Mic修正值。2、 不確定度來(lái)源 （1）、測(cè)

8、試過程隨機(jī)性導(dǎo)致的不確定度； （2）、環(huán)境溫濕度的影響所引起的不確定度； （3）、天平稱重所引起的不確定度； （4）、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)引起的不確定度。3、不確定度分量的評(píng)定 （1）、測(cè)試過程隨機(jī)性導(dǎo)致的不確定度 對(duì)同一個(gè)棉花樣品的10個(gè)試樣進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試的馬克隆值如表3。表3 同一棉樣測(cè)試10次的馬克隆值測(cè)試結(jié)果序號(hào)12345678910測(cè)試值()4.244.134.224.214.184.174.214.284.234.21算術(shù)平均值：=4.21實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：由貝塞爾公式s（x）=0.04104式中：n表示測(cè)量次數(shù)；表示n次測(cè)量的算術(shù)平均值；表示殘差；n-1表示自由度算術(shù)平均值的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差：u

9、()=0.013(2)、標(biāo)準(zhǔn)棉樣校準(zhǔn)引入的不確定度根據(jù)HVICC校準(zhǔn)棉樣的校準(zhǔn)允差規(guī)定，馬克隆值的的允差為：±0.1mm。則校準(zhǔn)棉樣校準(zhǔn)所引起的不確定度，可按均勻分布考慮u(Mic)=0.0577 (3)、天平稱重所引起的不確定度天平稱重所產(chǎn)生的誤差對(duì)馬克隆值不確定度的影響較小，可以忽略不計(jì)。（4）、環(huán)境溫濕度所引起的不確定度環(huán)境的溫濕度對(duì)棉纖維馬克隆值有一定的影響，但HVI測(cè)試棉纖維馬克隆值時(shí)都是在溫度（20±2），濕度（65±3）%的恒定溫濕度環(huán)境條件下進(jìn)行測(cè)試，所以溫濕度對(duì)棉纖維斷裂比強(qiáng)度影響較小，實(shí)際工作中可忽略不計(jì)。4、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u = =0.0

10、595、擴(kuò)展不確定度取包含因子K=2，則擴(kuò)展不確定度u=K u=2*0.059=0.126、結(jié)果報(bào)告對(duì)細(xì)絨棉樣品的馬克隆值按GB/T203922006進(jìn)行測(cè)試，在K=2時(shí)，其單次測(cè)試結(jié)果為4.21±0.12。四、 通過不確定度分析，正確認(rèn)知檢測(cè)結(jié)果通過以上3個(gè)HVI測(cè)試指標(biāo)結(jié)果的不確定度分析，可以知道在HVI測(cè)試過程中，環(huán)境溫濕度、測(cè)試人員的測(cè)試手法、樣品均勻性、校準(zhǔn)物質(zhì)的特性、儀器的性能等對(duì)測(cè)試結(jié)果都產(chǎn)生了一定的影響。在實(shí)際檢測(cè)過程中，可以從以下幾個(gè)方面對(duì)測(cè)試加以控制，以減少各因素對(duì)合成不確定的影響，進(jìn)而提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。1、 保證恒溫恒濕機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，控制好平衡時(shí)間和平衡密度。2、 做好HVI校準(zhǔn)棉樣的管理工作。對(duì)測(cè)試過程中校準(zhǔn)棉樣的使用及更換頻率要嚴(yán)格按照操作規(guī)