摘要:分析了包裝用聚乙烯吹塑薄膜拉伸強(qiáng)度測(cè)定的不確定度侍瑟,通過(guò)建立測(cè)量不確定度的數(shù)學(xué)模型唐片,分析了重復(fù)性測(cè)試、拉力機(jī)校準(zhǔn)涨颜、厚度測(cè)量费韭、寬度測(cè)量等因素對(duì)于測(cè)量不確定度的影響,并對(duì)其進(jìn)行評(píng)定庭瑰,研究表明重復(fù)性測(cè)試對(duì)于不確定度結(jié)果的影響最大星持。
引言
聚乙烯吹塑薄膜是一種重要的食品包裝材料,以低密度聚乙烯樹脂(LDPE)弹灭、線性低密度聚乙烯樹脂(LLDPE)或其共混物為主要原料督暂,經(jīng)吹塑、分切加工得到的薄膜穷吮,其用途十分廣泛逻翁,目前國(guó)家針對(duì)這一產(chǎn)品制定了國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)GB/T4456-2008《包裝用聚乙烯吹塑薄膜》[1],其中拉伸強(qiáng)度是最為重要的一項(xiàng)物理指標(biāo)捡鱼,可以作為不同材料的質(zhì)量比較和產(chǎn)品驗(yàn)收依據(jù)八回,還可以作為使用性能指標(biāo)和工程設(shè)計(jì)依據(jù)[2]。
測(cè)量不確定度的評(píng)定是檢驗(yàn)試驗(yàn)室工作的一項(xiàng)重要組成部分驾诈,國(guó)家認(rèn)可委發(fā)布的《檢測(cè)和校準(zhǔn)試驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》中對(duì)測(cè)量不確定度的評(píng)定有明確的要求[3]缠诅。不確定度的定義:與測(cè)量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的一個(gè)參數(shù),用以表征合理地賦予被測(cè)量值的分散性[4]乍迄,不確定度越小管引,測(cè)量水平越高,測(cè)量結(jié)果使用價(jià)值越大[5]闯两。為了研究包裝用聚乙烯吹塑薄膜中拉伸強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果的分散程度褥伴,對(duì)于該項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn),并分析測(cè)量不確定度的來(lái)源生蚁,找出影響不確定度的主要因素噩翠,并對(duì)其進(jìn)行分析計(jì)算給出擴(kuò)展不確定度[6]戏自。
1試驗(yàn)部分
1.1儀器設(shè)備
XLW智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)(濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司)邦投;CH-1-ST臺(tái)式測(cè)厚儀(上海六菱儀器廠);游標(biāo)卡尺(上海量具刃具廠有限公司)擅笔。
1.2測(cè)試方法
按照GB/T1040.3-2006《塑料拉伸性能的測(cè)定第3部分:薄膜和薄片的試驗(yàn)條件》志衣,制備2型試樣屯援,寬度為10mm,以500mm/min的速度拉伸至斷裂念脯。試樣拉伸過(guò)程中的最大拉伸應(yīng)力即塑料薄膜的拉伸強(qiáng)度狞洋。
1.3試驗(yàn)測(cè)試環(huán)境
按照GB/T2918-1998《塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境》的規(guī)定,在恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行绿店,溫度:23℃±2℃吉懊,相對(duì)濕度:50%±5%。
1.4數(shù)學(xué)模型:
拉伸強(qiáng)度公式為:
σt=P/A=P/bd (1)
式中σt——拉伸強(qiáng)度/MPa
P——試樣斷裂時(shí)的拉力/N
A——試樣截面積/mm2
b——試樣寬度/mmd——試樣厚度/mm
方差和傳播系數(shù):
2測(cè)定不確定度的來(lái)源
在進(jìn)行拉伸強(qiáng)度的試驗(yàn)過(guò)程中假勿,引入不確定度的來(lái)源包括:(1)拉力機(jī)重復(fù)測(cè)試帶來(lái)的不確定度借嗽;(2)尺寸測(cè)量過(guò)程中帶來(lái)的不確定度;(3)拉力機(jī)校準(zhǔn)的不確定度转培;(4)其他因素恶导。因試驗(yàn)在恒溫恒濕環(huán)境中進(jìn)行,故溫濕度對(duì)于結(jié)果的影響較小浸须,可以忽略惨寿。試驗(yàn)由同一人員操作完成,故人員差異可以忽略删窒。
3不確定度的評(píng)定
3.1測(cè)量不確定度的A類評(píng)定
在相同條件下裂垦,由樣品測(cè)量值的變動(dòng)性對(duì)拉伸強(qiáng)度測(cè)量不確定所產(chǎn)生的貢獻(xiàn),即對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)觀測(cè)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析[7]易稠,本次試驗(yàn)中共測(cè)試5個(gè)試樣缸废,其測(cè)試結(jié)果如表1所示。
表1試驗(yàn)結(jié)果
A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度U0
3.2測(cè)量不確定度的B類評(píng)定
3.2.1電子拉力校準(zhǔn)引入的不確定度Uδ1
設(shè)備的檢定證書給出的準(zhǔn)確度為0.5級(jí)驶社,假設(shè)屬于均勻分布企量,由此產(chǎn)生的不確定度分量為Uδ1=0.005/(3)1/2=0.003
3.2.2測(cè)厚儀引起的不確定度Uδ2
已知儀器示值誤差是0.001mm,此次測(cè)量以均勻分布對(duì)待亡电,故:Uδ2=0.001/(3)-2=0.0006
3.2.3游標(biāo)卡尺引起的不確定度Uδ3
已知儀器示值誤差是0.02mm届巩,此次測(cè)量以均勻分布對(duì)待,故:Uδ3=0.02/(3)-2=0.011
3.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度Uc
A類和B類不確定度不相關(guān)份乒,故:
3.4擴(kuò)展不確定度U
U=kUc恕汇,取包含因子k=2,故U=2×0.14=0.28MPa
3.5測(cè)量不確定度報(bào)告
拉伸強(qiáng)度σt=(19.85±0.28)MPa或辖,其中擴(kuò)展不確定度U=0.28MPa瘾英。
4結(jié)束語(yǔ)
為了合理地計(jì)算不確定度,需要研究各參數(shù)的關(guān)聯(lián)程度颂暇,不能重復(fù)計(jì)算缺谴。通過(guò)對(duì)不確定度引入量的計(jì)算,可以看出重復(fù)性測(cè)試對(duì)測(cè)量結(jié)果不確定度影響最大耳鸯。