PhabrOmeter織物感官性能評(píng)價(jià)系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果重復(fù)性研究

方肖肖 王革輝

摘 要：為了研究PhabrOmeter（豐寶儀）織物感官性能評(píng)價(jià)系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性，設(shè)計(jì)了2種實(shí)驗(yàn)方案：多個(gè)試樣單次重復(fù)測(cè)試和單個(gè)試樣多次重復(fù)測(cè)試，利用“變異系數(shù)”對(duì)系統(tǒng)輸出的3項(xiàng)織物手感基本特性因子和懸垂指數(shù)及折皺回復(fù)率的重復(fù)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，豐寶儀系統(tǒng)的3項(xiàng)織物手感基本特性因子的測(cè)試重復(fù)性很好，懸垂指數(shù)的重復(fù)性良好，折皺回復(fù)率的重復(fù)性不夠好。對(duì)于質(zhì)地均勻的織物，要保證測(cè)試結(jié)果的可靠，用豐寶儀做3項(xiàng)基本手感因子評(píng)價(jià)時(shí)，每種織物需要測(cè)試3個(gè)試樣，懸垂指數(shù)則需要測(cè)試4個(gè)試樣;折皺回復(fù)率則需要測(cè)試10個(gè)試樣。

關(guān)鍵詞：豐寶儀;重復(fù)性;織物感官性能;織物手感;變異系數(shù)

中圖分類號(hào)：TS107 ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-2346（2020）04-0009-06

PhabrOmeter織物感官性能評(píng)價(jià)系統(tǒng)，又稱為豐寶儀或法寶儀，可用于織物手感評(píng)價(jià)，具有快速、高效的優(yōu)點(diǎn)。[1-3]近年來(lái)，有不少學(xué)者利用豐寶儀系統(tǒng)對(duì)織物、服裝等進(jìn)行評(píng)價(jià)和研究，[4-6]但對(duì)其儀器本身的重復(fù)性卻沒(méi)有進(jìn)行過(guò)檢測(cè)。

重復(fù)性即在相同條件下短時(shí)期內(nèi)對(duì)同一被測(cè)對(duì)象進(jìn)行多次獨(dú)立測(cè)試所得結(jié)果的一致程度，是用來(lái)評(píng)價(jià)測(cè)試精密度的指標(biāo)。[7-9]測(cè)試誤差是無(wú)法避免的，即使最精密的儀器，其所得結(jié)果也不會(huì)是被測(cè)量的真值，而是它的近似值。同時(shí)，在測(cè)量時(shí)，采樣方法、儀器設(shè)備等條件都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響，導(dǎo)致最終評(píng)價(jià)結(jié)果誤差變大。因此設(shè)計(jì)了本實(shí)驗(yàn)，利用2種不同實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)豐寶儀系統(tǒng)的采樣數(shù)量和測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性進(jìn)行檢驗(yàn)。

經(jīng)豐寶儀系統(tǒng)測(cè)試后輸出3項(xiàng)基本手感特性因子：Resilience（剛?cè)岫龋?、Softness（軟硬度）、Smoothness（光滑度）[10-11]（本研究中3項(xiàng)基本手感特性因子的名稱與豐寶儀系統(tǒng)官網(wǎng)保持一致），以及視覺(jué)感官指標(biāo)Drape index（懸垂指數(shù)）[12]和短時(shí)間間隔（5min）內(nèi)2次測(cè)試結(jié)果計(jì)算所得Winkle Recovery Rate（簡(jiǎn)稱WRR，折皺回復(fù)率）。[13]另外還有通過(guò)手感特性因子進(jìn)行加權(quán)歐式距離計(jì)算所得RHV（相對(duì)手感值）。[14]由于相對(duì)手感值主要用于評(píng)價(jià)某織物與其參照織物在總體性能上的近似度，適用于來(lái)樣加工時(shí)選擇相似織物，探究其重復(fù)性不具意義，因此本研究主要研究了除RHV外上述5項(xiàng)輸出指標(biāo)測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性。

1 ? ?實(shí)驗(yàn)

1.1 ? ?實(shí)驗(yàn)材料

在滿足豐寶儀系統(tǒng)測(cè)試量程的條件下，選取了平方米克重有一定代表性的質(zhì)地均勻的16種織物（除#12為針織物外其余均是機(jī)織物），分別測(cè)試了每種織物10個(gè)試樣的重量（面積為100cm2）和厚度，然后取其均值，計(jì)算其織物比重 （ =weight*thickness）[3]，根據(jù) 值確定該織物豐寶儀系統(tǒng)測(cè)試推薦的重盤數(shù)，具體見(jiàn)表1。16種織物的樣照詳見(jiàn)圖1，均為1cm*1cm的織物局部照片。

1.2 ? ?實(shí)驗(yàn)方案

豐寶儀系統(tǒng)建議每種織物需測(cè)試3～5個(gè)不同試樣，取其均值作為最終結(jié)果。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)和研究中，大多數(shù)學(xué)者僅測(cè)試3個(gè)試樣。[4-6，15-17]為了檢驗(yàn)豐寶儀系統(tǒng)儀器本身的測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性，明確測(cè)試所需試樣數(shù)量，充分考慮科學(xué)性與經(jīng)濟(jì)性原則，[18]在保證測(cè)試結(jié)果可靠的基礎(chǔ)上提高測(cè)試效率，本研究設(shè)計(jì)了2種不同實(shí)驗(yàn)方案：方案Ⅰ為多個(gè)試樣單次重復(fù)測(cè)試，即每種織物裁取10個(gè)試樣分別進(jìn)行測(cè)試，為避免環(huán)境等條件的影響，同一織物的所有試樣在同一天內(nèi)完成測(cè)試;方案Ⅱ?yàn)橥辉嚇佣啻沃貜?fù)測(cè)試，即每種織物只用同一個(gè)試樣進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)試，在每次測(cè)試完成后，給予24h恢復(fù)時(shí)間后進(jìn)行下一次測(cè)試，每個(gè)試樣需完成10次測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境：溫度20℃℃，相對(duì)濕度65%%。測(cè)試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)AATCCTM 202。[19]

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?測(cè)試結(jié)果

方案Ⅰ對(duì)16種織物共計(jì)160個(gè)試樣進(jìn)行了測(cè)試，限于篇幅，每種織物的測(cè)試結(jié)果中的各項(xiàng)指標(biāo)都取10個(gè)試樣測(cè)試結(jié)果的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，結(jié)果見(jiàn)表2。

方案II對(duì)16種織物16個(gè)試樣共計(jì)進(jìn)行了160次測(cè)試，限于篇幅，每種織物的測(cè)試結(jié)果中的各項(xiàng)指標(biāo)都取10次測(cè)試結(jié)果的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，結(jié)果見(jiàn)表3。

2.2 ? ?多個(gè)試樣單次重復(fù)測(cè)試下重復(fù)性分析

變異系數(shù)（Coefficient of Variance，簡(jiǎn)稱為CV）為標(biāo)準(zhǔn)差和均值的比值，是一個(gè)相對(duì)無(wú)量綱量，反映各觀測(cè)值變異程度的指標(biāo)之一。[20-21]本研究用變異系數(shù)來(lái)對(duì)重復(fù)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，分別計(jì)算在2種不同實(shí)驗(yàn)方案下，上述3項(xiàng)基本手感特性因子測(cè)試結(jié)果的變異系數(shù)，然后進(jìn)行綜合分析。

通過(guò)均值和標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算了16種織物5項(xiàng)輸出指標(biāo)測(cè)試結(jié)果的變異系數(shù)，整理后得表4。

由表4可知，對(duì)于所測(cè)試的16種織物，豐寶儀系統(tǒng)測(cè)試所得Resilience（剛?cè)岫龋┳儺愊禂?shù)變化范圍為0.35%～5.57%，變異系數(shù)平均值為2.62%;Softness（軟硬度）變異系數(shù)變化范圍為0.22%～4.09%，變異系數(shù)平均值為1.54%;Smoothness（光滑度）的變異系數(shù)的變化范圍為0.10%～4.27%，變異系數(shù)的平均值為2.01%;Drape index（懸垂指數(shù)）的變異系數(shù)的變化范圍為1.15%～5.05%，變異系數(shù)的平均值為2.89%;WRR（折皺回復(fù)率）的變異系數(shù)的變化范圍為1.66%～8.51%，變異系數(shù)的平均值為4.75%。表明：對(duì)于質(zhì)地均勻的織物來(lái)說(shuō)，豐寶儀的3項(xiàng)基本手感特性因子的測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性良好。

試樣數(shù)量的確定需要依據(jù)統(tǒng)計(jì)方法，其計(jì)算公式如下：[22-23] ? ? =

上式中CV為變異系數(shù);E為允許偏差率;n為達(dá)到保證誤差所需的實(shí)驗(yàn)次數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的要求和實(shí)際條件來(lái)確定允許偏差率和置信概率水平，既要將誤差控制在合適范圍，又要用較少的人力、物力和時(shí)間。[19，22]一般實(shí)驗(yàn)E取左右，置信概率水平取95%，本實(shí)驗(yàn)取法一致，在雙側(cè)有限情況下經(jīng)查表確定t值為1.96[23]。

將表4中3項(xiàng)手感特性因子的變異系數(shù)平均值代入上式，計(jì)算得到3項(xiàng)基本手感特性因子所需試樣數(shù)量n分別為2.93、1.01和1.48。說(shuō)明對(duì)于這3項(xiàng)基本手感特性因子而言，測(cè)試3個(gè)試樣取均值的方法能將誤差控制在合理范圍，且與豐寶儀系統(tǒng)推薦試樣數(shù)一致。將懸垂指數(shù)的變異系數(shù)均值代入，計(jì)算所得試樣數(shù)量為3.57，需測(cè)試4個(gè)試樣取其均值才能將誤差控制在合理范圍，但也與豐寶儀系統(tǒng)推薦試樣數(shù)一致。同樣地，代入折皺回復(fù)率的變異系數(shù)均值，計(jì)算所得試樣數(shù)量為9.63，明顯大于豐寶儀系統(tǒng)推薦的試樣數(shù)量，與常用的激光全自動(dòng)織物彈性回復(fù)儀相對(duì)，采樣量大且測(cè)試耗時(shí)長(zhǎng)，不夠經(jīng)濟(jì)、科學(xué)。

2.3 ? ?同一試樣多次重復(fù)測(cè)試下重復(fù)性分析

這里同樣利用變異系數(shù)對(duì)儀器的重復(fù)性進(jìn)行分析。對(duì)每種織物的同一試樣在不同日期進(jìn)行10次測(cè)試的結(jié)果，計(jì)算了16種織物各項(xiàng)指標(biāo)的變異系數(shù)值，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5可知16種織物采用同一個(gè)試樣在不同日期進(jìn)行10次測(cè)試的條件下，豐寶儀系統(tǒng)測(cè)試所得Resilience（剛?cè)岫龋┳儺愊禂?shù)變化范圍為1.06%～7.78%，變異系數(shù)平均值為4.93%;Softness（軟硬度）變異系數(shù)變化范圍為0.55%～3.89%，變異系數(shù)平均值為1.90%;Smoothness（光滑度）變異系數(shù)變化范圍為0.25%～4.01%，變異系數(shù)平均值為1.60%;Drape（懸垂指數(shù)）變異系數(shù)變化范圍為3.51%～14.01%，變異系數(shù)平均值為6.46%;WRR（折皺回復(fù)率）變異系數(shù)變化范圍為3.26%～10.51%，變異系數(shù)平均值為5.11%。

表明：對(duì)于不同的織物，采用同一個(gè)試樣在不同日期進(jìn)行10次測(cè)試的條件下，豐寶儀系統(tǒng)測(cè)試所得Resilience（剛?cè)岫龋┑淖儺愊禂?shù)變化較大，有的織物測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性很好，有的織物測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性不是很好;Softness（軟硬度）和Smoothness（光滑度）的變異系數(shù)都變化較小，測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性好;懸垂指數(shù)和折皺回復(fù)率的變化范圍較大，且部分織物這2項(xiàng)指標(biāo)變異系數(shù)值明顯大于5%，重復(fù)性較差?？傮w而言，3項(xiàng)基本手感特性因子測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性較好，懸垂指數(shù)和折皺回復(fù)率的重復(fù)性不夠理想。

3 ? ?結(jié)論

通過(guò)以上研究，得到以下結(jié)論：1）用豐寶儀系統(tǒng)進(jìn)行織物3項(xiàng)基本手感特性因子的測(cè)試重復(fù)性很好，懸垂指數(shù)的測(cè)試重復(fù)性良好，折皺回復(fù)率的測(cè)試重復(fù)性稍差。2）對(duì)于質(zhì)地均勻的織物，用豐寶儀系統(tǒng)進(jìn)行織物感官性能評(píng)價(jià)時(shí)，為了保障測(cè)試結(jié)果的可靠性，3項(xiàng)基本手感特性因子需要測(cè)3個(gè)試樣，懸垂指數(shù)需測(cè)4個(gè)試樣，折皺回復(fù)率則需要測(cè)試10個(gè)試樣。3）對(duì)于質(zhì)地均勻的織物，多個(gè)試樣單次重復(fù)測(cè)試的測(cè)試重復(fù)性比同一試樣多次重復(fù)測(cè)試的測(cè)試重復(fù)性要好。

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Abstract：In order to study the repeatability of the test results from PhabrOmeter sensory performance evaluation system，two experimental schemes were designed --- single repeated test with multiple samples and multiple repeated tests with single sample.The “coefficient of variation” was used to evaluate the repeatability of the test results of the three fabric handle indicators ， drape index and wrinkle recovery rate.The results show that the repeatability of the test results on the three fabric handle indicators is very good，the repeatability of the test results on the drape index is good and the repeatability of the test results on the WRR is not good enough.For the fabrics with uniform texture，testing 3 samples is enough to guarantee the reliability of the test result on the three fabric handle indicators while for the drape index and WRR，4 and 10 samples are needed to guarantee the reliability of result.

Key words：PhabrOmeter system;repeatability;fabric sensory performance;fabric handle;coefficient of variance