ＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＡＴＩＯＮ标准化质量 中密度纤维板内结合强度测量不确定度的 评定 黄雅莹。韦苇，李桂兰 广西产品质量检验研究院，南宁５３０００７ 摘要：依据 Ｆ１Ｏ５９．１—２０１２《测量不确定度评定与表示》，对中密度纤维板内结合强度测试结果的不确定度进行了评定，结果表 明最大破坏载荷的测量是不确定度的主要来源，建议测试过程中尽量减少最大破坏载荷测量结果带来的误差。 关键词：中密度纤维板；内结合强度；不确定度 中图分类号：ＴＳ６７ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１６７３—５０６４（２０１７）１２—００３０—０４ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ａｂｏｕｔ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｂｏｎｄ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ Ｍｅｄｉｕｍ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｆｉｂｅｒｂｏａｒｄ ＨｕａｎｇＹａｙｉｎｇ，Ｗｅｉｗｅｉ，ＬｉＧｕｉｌａｎ Ｇｕａｎｇｘｉ Ｚｈｕａｎｇ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｒｅｇｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＰｒｏｄｕｃｔ Ｑｕａｌｉｔｙ［ｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，Ｎａｎｎｉｎｇ ５３０００７，Ｃｈｉｎａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈＪＪＦ１０５９．１－２０１２ＥｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏＦＵｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｉｎＭｅａｓｔｕｖｍｏｎｔ，ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｏｆｉｎｔｅｒｎａｌ ｂｏｎｄ ｓ￣ｅｎｇｔｈ ｏｆｍｅｄｉｕｍ ｄｅｎｓｉｔｙｆｉｂｅｒｂｏａｒｄ ｗｅｒｅ ｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｗａｓ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｆａｉｌｕｒｅ ｌｏａｄ．Ｉｔ ＷａＳ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ｔｏ ｍｉｎｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒｓ ｏｆ ｍａｘｉｍｕｍｆａｉｌｕｒｅｌｏａｄｄｕｒｉｎｇｉｎｔｅｍａｌｂｏｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈｔｅｓｔｏｆＭＤＦ． Ｋ ｍｅｄｉｕｍｄｅｎｓｉｔｙｆｉｂｅｒｂｏａｒｄ；ｉｎｔｅｒｎａｌｂｏｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ 内结合强度是衡量中密度纤维板质量优劣的一项重 本文通过试验，对中密度纤维板内结合强度的测量过程 要指标，反映了纤维板内部纤维之间胶合质量的好坏， 中的不确定度进行分析，介绍内结合强度的评定步骤， 其强度值越大中密度纤维板各层之间结合越紧密。但是 为进一步提高实验室检测数据的可靠性提供借鉴。 测量结果不可避免地存在误差，为了提高测量结果的可 １材料与方法 １试验材料 靠性，国际上通行的做法是采用测量不确定度评定的方 １．法。测量不确定度是指表征赋予被测量值分散性的非负 参数，评价测量结果正确性的可疑程度或不肯定程度…。 试验材料选用某大型企业生产的中密度纤维板ｌ块， 规格２ ４４０ ｒ［１ｍｘ１ ２２０ｍｍ×１２ｍｒｆｌ。经检验，该块板材的 ３０《中国人造板》２０１７．２４（１２ 质量标准化锄棚Ａ咖ＩｚｊＩ １０Ｎ 板内密度偏差±１．５％。 １＿２仪器设备 宽度（ｍｒｎ）。 ２．２．２测量不确定度来源分析 经计量部门检定合格的微机控制人造板试验机，型 号规格Ｃ３Ｍ２Ｃ－１ （Ｎ，测量范围０～１００ｋＮ，精度０．３级。 本试验中，标准不确定分量主要包括试样长度测量 引入的标准不确定度、试样宽度测量引入的标准不确定 度和最大破坏载荷测量引入的标准不确定度。其中，长 度、宽度测量引入的标准不确定度，分别包括长度、宽 数显游标卡尺，量程Ｏ～１５０ ｍｒｎ，分度值为０．０１ ｍｍ。 １－３方法 内结合强度测试方法：按照ＧＢ／Ｔ １ １７１８－－２００９《中 度重复性测量引入的不确定度和游标卡尺误差引入的不 密度纤维板》规定的试件制备方法，制备８块尺寸为 确定度；最大破坏载荷测量引入的标准不确定度包括最 ５Ｏ ＩＴｋｒｎ×５０ ｍｍ的内结合强度测试试件，并将试件在温度 大破坏载荷重复性测量引入的不确定度和试验机示值误 为（２０±２）０Ｃ、相对湿度（６５±５）％的环境条件下放 差引入的不确定度。测量采用的不确定度分量主要考虑 至质量恒定。然后，按照ＧＥｊ，ｒ １７６５７—ｌ２０１３《人造板及饰 由重复性测量引入的不确定度和仪器准确度所引入的不 面人造板理化Ｉ生能试验方法》的要求测量试件的长度』、 宽度ｂ和最大破坏载荷ＦＨｌａ）（。 确定度。 由于本次试验南同一名检验经验丰富的试验人员， 不确定度的评定依据ＪＪＦ１０５９．１—２０１２《测量不确定 在温度（２０±２）ＤＣ和相对湿度（６５±５）％的实验环境 度评定与表示》。 ２结果与分析 ２。１测试结果 中，使用相同的测量材料、仪器、没备完成，凶此，由 测量人员、测量材料、实验室环境等引起的不确定度， 予以忽略不计。 ２－３标准不确定分量的评定 ８块试件的尺寸和最大破坏载荷测试结果见表１。 表１试件尺寸测量及最大破坏载荷值 根据ＧＢ／Ｔ １７６５７－－２０１３的规定，通过计算得到试样的 内结合强度的算术平均值为ａ＝１．３，，５８５１ ＭＰａ。 １ ，’ｌ ●■ 。 ｝ｉ 一２．３．１试样长度测量引入的标准不确定度 ＿＿＿＿＿ ● ℃ ｎ０ ：Ｅ ● １）长度重复性测量引入的不确定度：８次长度测量 的平均值标准差ｕ （』）， ＿＿＿＿．． ■ ■●■０ ‘ ． Ｉ（，）： ：０．０ｌ３０９ Ｉ！雹研 ——————————ｒｌ ■ “ ● ２）测量长度时游标卡尺误差引入的不确定度 ≥～ Ｉ＿ 、 ≮ ２－２不确定度评定 ２＿２＿１建立数学模型 ｕ （，）ｉ根据检定证书游标卡尺的最大允许误差为 ±０．０３ ｍｒｎ，并以矩形分布估计， “，（，）： ０．０３：用８次测量的平均值作为测量结果。试件内结合强度 的计算公式为 Ｆ ０．０１７３２ 。 √３ ３）由于ｕ （，）和 （，）独立不相关，所以试样长度 （１¨ ＝ ，× ｂ 标准不确定度合成为ｕ（，）， 式中：【丁为试件内结合强度（ＭＰａ）；Ｆｍａｘ为试件 破坏时最大载荷（Ｎ）；Ｊ为试件长度（ＩＴｇＩＩ）；ｂ为试件 ￡，（ ）＝√ （ ）＋ （ ） ： 丽：０．０２１７０ ２．４计算合成标准不确定度 依据数学模型（１）分析得出，分量来源主要产生 在最大破坏载荷ＦＨ 、试件长度琊试件宽度ｂ的测定过 程，其中最大破坏载荷卢Ｉｍａｘ、试件长度』和试件宽度ｂ彼 ２．３．２试样宽度测量引入的标准不确定度 １）宽度重复性测量引入的不确定度：８次宽度测量 的平均值标准差为ｕ （ｂ）， 此独立，视为不相关，首先汇总了计算合成标准不确定 度所需要的标准不确定度分量，见表２。 ”ｌ（ｂ）＝ ＝０．０１３６３ 长度测量 Ｕ（』）／ｒｎｒｎ表２标准不确定度分量汇总表 长度测量重复性 ｕ１（Ｊ）＝０．０１３ ２）测量宽度时游标卡尺误差引入的不确定度 ｕ （ｂ）：根据检定证书游标卡尺的最大允许误差为 游标卡尺示值误差 ｕ，（』）＝０．０１７３２ ±０．０３ｍｒｆｌ，并以矩形分布估计 （ｂ）， （６）： ：０．０１７３２ 最大破坏载荷测量ｆ（Ｆｍａｘ） 试验力值重复性 试验机示值误差 ｕ＿（Ｆｍａｘ）＝１９．８９２５７ Ｕ２（Ｆｍａｘ）＝７．９２３７９ √３ ３）由于ｕ２（ｂ）和ｕ２（ｂ）独立不相关，所以试样宽 度标准不确定度合成为ｕ（ｂ）， 在测量不确定度评定中，当全部输入量Ｘｉ是彼此独 立或不相关时，理化检验检测结果ｙ（输人量ｙ的估计 值）的合成标准不确定度ｕ ∽可用如式（２）所表示的 （６）＝√￡， （６）＋￡， （６） ：各输入量估计值ｘｉ的不确定度分量ｕ㈤的方和根公式计 算Ⅲ，即 ＝√０．０１３６３０＋０．０１７３２。＝０．０２２０５ ２．３．３最大破坏载荷测量引入的标准不确定度 １）最大破坏载荷重复性测量引入的不确定度：８次 ＝窆ｉ＝ｌ 以 最大破坏载荷测量的平均值标准差为ｕ （Ｆｍａｘ）， ∑ｃ ・“。（ ）＝∑ ） （２） 式中Ｕｉ（Ｙ）＝ｌｃｉｌｕ（ｘｉ），ｕ（ｘｉ）为Ａ类评定或Ｂ类评 定标准不确定度分量ｃ ：． 是在Ｘ＝ 时导出的，称为 （ ）＝ 灵敏度系数，它反映了输出量的估计值），如何随输入量 ２）试验机示值误差引入的不确定度：根据仪器鉴定 的变化而变化。本文中ｕ（』）、ｕ（ｂ）和ｕ（Ｆｍａｘ）相互 证提供的仪器的最大允许误差为０．４％，采用均匀分布， 得到示值误差引起的标准不确定度为ｕ。（Ｆｍａｘ）， 独立不相关，因此可用方和根的公式进行合成，由（１） 式和（２）式可得： 帆 ： ＝７．９２３７９ ）＝√ ￡， （，）＋ｃ （＿ｆ）＋ ｚ， （６） （３） 由数学模型 ＝二 ，可得到合成标准不确定度时 所需要的相应的不确定度灵敏度系数，它们分别是： ａ６ ８口 一Ｆ 龟口 一Ｆ ３）载荷的合成不确定度：由于Ⅱ （Ｆｍａｘ）和 Ｕ’（Ｆｍａｘ）两分量独立不相关，所以合成标准不确定度 ｕ（Ｆｍａｘ）． ： 将相应的各数据代入上式， 万 Ｃｂ ￡，（ 。 ）＝√ （ ）＋ （Ｆｏ ） ：４，９．８９２５７。＋７．９２３７９。 万 ５０．３２×５０．１９ ＝０．０００４０ （下转第３５页） ３２《中国人造橱）２０１７，２４（１２） 平均值下降７．２５ Ｎ，样品Ｃ的锁合力平均值下降９．２，５ Ｎ，样 品Ｄ的锁合力平均值下降１０５ Ｎ。预处理温度升高至６Ｏ。Ｃ ■■■■■■—●———● 以后，样品Ａ、样品Ｂ、样品Ｃ和样品Ｄ的锁合力均明显降 低。当采朋７０。Ｃ对锁合力试件进行２４ ｈ预处理后，锁合 力降低至５０ Ｎ及以下，且观察试件样品可知，试件装饰 面一侧的边部上翘，变形明显。 ２０。Ｃ预处理后照片 ４０℃预处理后照片 以地板样品Ａ的试件为例，分别在２０。Ｃ、４０。Ｃ、 ６０。Ｃ和７０。Ｃ的环境条件中预处理２４ ｈ，取出试件后立即 回＿＿＿＿—●—＿ ｌ Ｉ Ｉ Ｉ６０℃硕处理后照片 Ｊ ｛Ｉ ｊ 娄 蠹 ｆ＝ｆｊ显微镜对试件的榫槽结合处端部拍照， 图３。从图３ 可知，随着预处理温度的升高，榫槽结合处的接触面变 小．木塑复合基材层一侧两块试样之间的缝隙变大，导 『塑 ７０。Ｃ预处理后照片 致两块试样问的结合逐渐变弱，锁合力数值下降。这与 图２不同预处理温度处理２４ ｈ后锁合力试件榫槽结合处显微照片 表１巾的数据和图２巾曲线显示的趋势吻合。锁合力随着 材饰面复合地板的锁合力测试结果有显著影响，呈现随 预处理温度的升高而逐渐降低，分析原因主要是与聚氯 着预处理温度升高锁合力测试值降低的趋势。因此，在 乙烯片材饰面复合地板的自身结构和材质特 有关。 ３结论与建议 对聚氯乙烯片材饰面复合地板进行锁合力检验时，尤其 是在气温较低的冬季和气候炎热的夏季进行检验时，建 以４种聚氯乙烯片材饰面复合地板为研究对象．比 议应对锁合力试件进行预处理．推荐处理条件为温度 较了试件不同预处理温度后地板锁合力的测试结果，发 现如下规律：锁合力试件的预处理温度，对聚氯乙烯片 （２，３±２）０Ｃ、相对湿度（５０±５）％。 责任编辑：张玉萍 （上接第３２页） 修约。内结合强度测量结果盯：１．３６ ＭＰａ．扩展不确定度 一３４３ｌ ， 万 Ｆ ＝一０．０２７００ Ｕ＝０．０２ ＭＰａ，包含因子ｆ（＝２，置信概率户＝９５％。 ３小结 ｃ ： ：— 丽 一・：一０．０２７０７ 通过对中密度纤维板样品内结合强度检测过程中 测量重复性和仪器误差引起的不确定度进行评定．发现 最大破坏载荷测量是总不确定度的主要来源，冈此，建 议在中密度纤维板内结合强度测试过程中应尽量减少最 大破坏载荷测量结果带来的误差 于本次内结合强度 将不确定度灵敏系数数值以及相应各数据代人（３） 式得到， Ｕ ‘ ）＝０＿（）（）８００ＭＰａ。 ２－５扩展不确定度的评定 扩展不确定度是南合成标准不确定度乘以包含因子ｋ 测量不确定度评定，没有考虑检测人员、试验环境和检 得到的， 测样品的影响，建议今后评定过程叶ｌ考虑这些因素的影 响，使评定结果更科学合理。 参考文献： Ｕ（ｏｒ）－－ｋ。Ｕ（ｃ ｔ，．）－２× ０．００８００＝００１６００ＭＰａ ．２．６测量不确定度的报告 １】中国合格评定国家认可中心．宝山钢铁股份有限公司 通过上述试验进行的中密度纤维板内结合强度检 【测结果，按照ＧＢ厂ｒ １７６５７－－２０１３和ＧＢｆＦ ８１７０￣２００８《数 研究院．材料理化检验测量不确定评估指南及实例 值修约规则与极限数值的表示和判定》对测量结果进行 ［Ｍ］．北京：中国计量出版社。２００７． 责任编辑：张玉萍 ‘中国人造板》２０１７．２４（１２）３５