合成纖維變形絲卷曲性能不確定度分析

楊鵬闊，劉藍(lán)天，裴燕華

(上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海 200040)

變形絲是利用合成纖維受熱塑化變形的特點(diǎn)，在機(jī)械和熱的作用下，使伸直的纖維變得卷曲制得的纖維[1]。變形絲改善了纖維制品的服用性能[2]，因此被廣泛應(yīng)用于服用紡織品、裝飾用紡織品等各個(gè)領(lǐng)域[3]。卷曲性能在一定程度上決定了變形絲產(chǎn)品的性能[4]。為降低成品變形絲卷曲性能指標(biāo)的測試誤差影響，檢測過程中需考慮各因素的不確定度，保證檢測質(zhì)量，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度[5]?；诖?，本文采用自動(dòng)測長裝置對(duì)變形絲卷曲性能的不確定度進(jìn)行了測試分析。

1 測試方法及數(shù)據(jù)模型

按照GB/T 6506-2017《合成纖維 變形絲卷縮性能試驗(yàn)方法》[6]規(guī)定的測試方法執(zhí)行。測試所用設(shè)備為YG086C縷紗測長儀、YG368型全自動(dòng)卷曲收縮率測試儀和專用烘箱等。

不確定度評(píng)定的數(shù)學(xué)模型[7]：

Y=X+ΔX

(1)

式中：Y-修正的卷曲收縮率、卷曲模量、卷曲穩(wěn)定度的測量值；X-重復(fù)測量算術(shù)平均值；ΔX-修正值。

2 測量不確定度評(píng)定

2.1 不確定度來源分析

對(duì)于GUM法，不確定度包括A類和B類。A類不確定度是指在試驗(yàn)過程中由重復(fù)性測試隨機(jī)產(chǎn)生的，包括取樣部位、樣品均勻性等；B類不確定度是指在試驗(yàn)過程中由系統(tǒng)效應(yīng)產(chǎn)生的，包括儀器以及數(shù)值修約等[8]。卷曲性能不確定度主要來源如圖1所示。

圖1 合成纖維變形絲卷曲性能不確定度來源

2.2 測量不確定度評(píng)定

2.2.1重復(fù)性引入的不確定度u1

按GB/T 6506-2017要求對(duì)樣品進(jìn)行測試，獲得10組數(shù)據(jù)，見表1。

卷曲收縮率的標(biāo)準(zhǔn)偏差sCC=0.275498%，卷曲模量的標(biāo)準(zhǔn)差sCM=0.227099%，卷曲穩(wěn)定度的標(biāo)準(zhǔn)差sCS=0.355792%，自由度v1=9。

表1 卷曲收縮率CC卷曲模量CM和卷曲穩(wěn)定度CS測試結(jié)果

2.2.2儀器引起的不確定度u2

檢測過程中儀器引起的不確定度分為三部分，一是YG086C縷紗測長儀引起的不確定度；二是YG368型全自動(dòng)卷曲收縮率測試儀引起的不確定度；三是烘箱引起的不確定度。

從烘箱檢定證書可知：Urel=0.7%，k=2。

以10組數(shù)據(jù)所得平均值作為最終結(jié)果，則由儀器引起的不確定度分量u2為：

2.2.3數(shù)值修約引起的不確定度u3

3 合成不確定度及擴(kuò)展不確定度

擴(kuò)展不確定度：取置信區(qū)間為95%，包含因子k=2[9]，則擴(kuò)展不確定度為：卷曲收縮率：UCC=0.1336%×2=0.2672%≈0.3%，卷曲模量：UCM=0.0906%×2=0.1812%≈0.2%，卷曲穩(wěn)定度：UCS=0.3821%×2=0.7642%≈0.8%。

綜上，由試驗(yàn)得到合成纖維變形絲的卷曲收縮率、卷曲模量、卷曲穩(wěn)定度的擴(kuò)展不確定度分別為0.3%、0.2%、0.8%，其置信區(qū)間概率近似95%，進(jìn)而得到卷曲收縮率為(23.4±0.3)%；卷曲模量為(11.3±0.2)%；卷曲穩(wěn)定度為(87.8±0.8)%。

4 結(jié)語

合成纖維變形絲卷曲收縮率、卷曲模量、卷曲穩(wěn)定度不確定度主要來自試樣不均勻性以及儀器引起的不確定度，而由數(shù)值修約引入的不確定度較小，因此檢測時(shí)應(yīng)使用精確度較高的儀器和量具，嚴(yán)格規(guī)范操作，減少各影響因素造成的不確定度，提升檢測的準(zhǔn)確性及多次檢測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。