管材密度的測量不確定度評定

劉新國 資 鵬

(江西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測院，江西 南昌 330029)

1 概述

密度是管材最基本的物理性能指標之一，通過檢測更能進一步了解其物理結(jié)構(gòu)狀態(tài)及其產(chǎn)品質(zhì)量。本文依據(jù)GB/T 1033.1-2008《塑料 非泡沫塑料密度的測定 第1部分:浸漬法、液體比重瓶法和滴定法》和JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》中規(guī)定的方法和要求[1]，對PVC-U管材密度的測量不確定進行分析和評定，以便如實反映測量的可信度和準確度,找出在檢測過程中減小不確定度的有效途徑。

1.1 測量依據(jù)

GB/T 1033.1-2008《塑料 非泡沫塑料密度的測定 第1部分:浸漬法、液體比重瓶法和滴定法》。

1.2 環(huán)境條件

環(huán)境條件:溫度:23℃，濕度:<85%RH 。

1.3 測量儀器和設備

光學讀數(shù)分析天平：測量精度為0.1mg，TG-328B型。

1.4 測量方法

試樣制備：尺寸適宜，質(zhì)量約為1～5g，用機械加工而成。

測量過程：在標準要求的實驗條件下，稱量試樣在空氣中的質(zhì)量，然后將其全部浸入在浸漬液中，稱量其在浸漬液中的質(zhì)量，對該試樣重復測量10次，再求其平均值。

2 建立數(shù)學模型

由GB/T 1033.1-2008標準可知，密度計算公式為

式中：ρt為溫度t℃時試樣的密度，單位為g/cm3；a為試樣在空氣中的質(zhì)量，單位為g；b為試樣在浸漬液中的質(zhì)量，單位為g ；ρx為浸漬液的密度單位為g/cm3，本文采用的是23℃時新鮮蒸餾水，密度ρx取0.9976 g/cm3。

3 測量不確定度來源分析和各分量不確定度計算[2]

本實驗在滿足標準要求的條件下，測量不確定的來源主要有兩個方面：一是樣品稱重、環(huán)境的溫濕度以及人為因素影響測量結(jié)果，這類可以歸結(jié)為通過實驗結(jié)果重復性測量引入的不確定因素，用A類評定；二是測量儀器本身引入的不確定度因素，這類可以由計量檢定證書給出的值來評定，用B類評定。

3.1 A類不確定度評定

在同一實驗條件下，對同一樣品測量10次，試樣在空氣中的質(zhì)量測量結(jié)果如表1，單位為g/cm3。

表1 試樣在空氣中的質(zhì)量測量結(jié)果

不確定分量為：u1=0.15×10-4g/cm3，自由度為9 。

試樣在水中的質(zhì)量測量結(jié)果如表2所示，表中單位為g/cm3。

表2 試樣在水中的質(zhì)量測量結(jié)果

平均值標準差為：

不確定分量為：u2=1.64×10-4g/cm3，自由度為9 。

3.2 B類不確定度評定

4 合成標準不確定度評定

4.1 標準不確定度分量匯總

各標準不確定分量彼此獨立不相關(guān)，則合成標準不確定度為：

表3 不確定度分析一覽表

5 擴展不確定度評定

假設其服從正太分布，取置信水平95%，包含因子為k=1.96，則其擴展不缺度為：

U=7.78×10-4g/cm3

6 結(jié)論

根據(jù)上述分析和評定過程，可得到管材密度的測量不確定度為7.78×10-4g/cm3(k=1.96，置信概率為95%)。

[1]國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.JJF1059-1999，測量不確定度評定與表示[S].北京，中國計量出版社，1999.

[2]倪育才.實用測量不確定度評定[M].2版.北京：中國計量出版社，2007.