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硫化橡胶拉伸强度测量值的不确定度
从青岛地区轮胎出口的情况来看, 企业经营 方式日益呈现多元化, 已从过去主要依赖美国市 场逐步转变为以欧美市场为主, 拉美、非洲和东南 亚市场并重的格局。上半年对欧盟的轮胎出口额 达 6000 多万美元, 占总出口额的 27. 41% , 超过 对美国 5200 余万美元的出口额。同时, 企业产品 结构调整效果初现端倪。以前以出口斜交轮胎等 低端产品为主, 2010 年上半年斜交轮胎出口货值 占总量不足 10% , 而科技含量高、附加值高的高 性能低断面轮胎及 SUV 越野轮胎占总量的 40% 以上。
人员对同一样品各进行 9 次平行试验, 测试结果 见表 1。
4 不确定度来源分析 测量不确定度主要来源于力、宽度和厚度测
量值这 3 个影响量。测量力时不确定度主要来源 于拉力试验机的示值误差、试验机校准的不确定 度、试验力取舍误差、断裂时间、试验机夹具间的 距离、样品装夹的同轴度、样品的不均匀性及人员 操作误差等; 厚度的测量不确定度主要来源于厚 度计校准不确定度和读数误差; 宽度的测量不确 定度主要来源于游标卡尺的不确定度和人员操作 误差等。
分布估计 k= 3 , 则
u1| W | = 0. 005/ 3= 0. 003 mm
u1rel | W | = u1 | W | / W = 0. 003/ 6. 00= 0. 05% 不可靠程度为 0, 则自由度 vW 1 = 5. 3. 2 读数误差引起的不确定度 u2| W| 测量时, 一般估读至 0. 005 m m( 最小分度值 为 0. 01 m m) , 以均匀分布估计 k = 3 , 则
354. 93
4
334. 44
5
345. 42
6
320. 52
7
350. 30
8
335. 19
9
351. 53
F2= 34Байду номын сангаас. 62
注: W = 6. 00 mm 。
t/ mm
2. 00 2. 02 1. 99 2. 01 1. 97 2. 04 2. 07 2. 00 2. 08 t1= 2. 02
43. 4281
- 2. 48
6. 1504
14. 92
222. 6064
23. 14
535. 4596
- 24. 57
603. 6849
17. 78
316. 1284
V
2 K
=
1 99 2.
37 57
27. 47 28. 27 28. 44 28. 01 28. 36 26. 98 28. 48 27. 52 28. 58 T S2 = 28. 01
自由度:
vt=
u4r t P i 4 u4ir t
vif
=
0. 0. 154
50
3 44 + 0.
34
=
132 0
6 合成标准不确定度 ucrel R 根据( 2) 式, 由于 P1 = P2 = P3 , 则合成标准
不确定度为: ucrel| R| = 1. 13% 2 + 0. 07%2 + 0. 34% 2 = 1. 2%
16
橡胶科技市场
2010 年第 18 期
差等因素。本试验中重复次数 n= 9, 组别 m= 2。 2 个样本合并的标准偏差:
SP F =
mn
j k= 1
m
Fjk- F n- 1
平均值的标准偏差:
2
= 13. 57 N
SP F = S P F = 3. 20 N mn
平均值的标准不确定度:
u4 ( F) = SP | F | = 3. 20N
= 1. 13%
自由度:
vF=
u
4 r
F
Pi 4 u4ir F
v if
=
0. 584 +
1. 134
0. 254 50
+
0. 00104 +
0. 944 =
33
5. 3 宽度 W 的测量不确定度 urel| W|
5. 3. 1 游标卡尺示值误差导致的不确定度 u1| W|
游标卡尺的示值误差为 0. 005 mm, 以均匀
自由度:
vW=
u
4 r
W
Pi 4 u4ir W
vif
=
0. 074
0. 054 50
+
0.
05
4
=
19 2
5. 4 厚度 t 的测量不确定度 urel | t|
5. 4. 1 测厚计的示值误差导致的不确定度 u1 | t|
测厚计示值误差为 0. 01 mm , 以均匀分布
估计 k= 3, 则
u1| t| = 0. 01/ 3= 0. 006 m m
u4rel | F| = u4 | F| / F= 3. 20/ 341. 20= 0. 94% 自由度: vF4 = m( n- 1) = 2 ( 9- 1) = 16 5. 2. 5 拉力 F 的测量不确定度 urel | F|
以上 4 个分量合成:
urel | F|
= | 0. 58%|2 + | 0. 25%| 2+ | 0.0010%|2 + | 0. 94%|2
2010 年第 18 期
橡 胶 科技 市 场
15
表 1 拉伸强度测量 结果
序号
F/ N
第1组
1
328. 68
2
341. 54
3
329. 90
4
334. 18
5
338. 29
6
355. 69
7
363. 91
8
316. 20
9
358. 55
第2组
F1= 340. 77
1
336. 23
2
346. 02
3
橡 胶 科技 市 场
17
7. 2 包含因子 在上面的各分量中, 重复性及试验机的校准
不确定度为 t 分布, 其它为均匀分布, t 分布占优, 测量结果接近于 t 分布, 置信概率设为 95% , 则
K 95 = t95 ( v eff ) = t 95 ( 42) = 2. 02 2 7. 3 扩展不确定度的标准评定
U95 = K U 95 crel = 2 1. 2% = 2. 4%
U= T S U 95 = 28. 06 2. 4% = 0. 7 M Pa
8 结语 通过以上试验和计算, 可以得到拉伸强度测
量值的不确定度, 确定测量值的可靠性, 有利于准 确掌握试验结果。
山东轮胎出口逆势大幅增长
2010 年以来, 在美国轮胎 特保案 、全球金 融危机影响短时期内难以消除的背景下, 山东轮 胎企业通过调整市场结构和产品结构等方法, 主 要产区的轮胎出口均实现了大幅增长。其中, 青 岛地区上半年出口轮胎总货值首次突破 2 亿美元 大关, 同比大幅增长 78. 31% ; 另一轮胎产业聚集 区广饶县上半年实现轮胎出口额 5. 31 亿美元, 增 长 53. 3% ; 2010 年前 5 个月, 玲珑集团轮胎出口 创汇总额比上年同比增长 57% 。
2. 04 2. 04 2. 08 1. 99 2. 03 1. 98 2. 05 2. 03 2. 05 t2= 2. 03
5 不确定度分量评定
5. 1 不确定度传播律 u2rel| R|
测量不确定度传播律为:
u2rel | R| =
P1
2
u2 rel
|
Fm
|
+
P2
2
u2 rel
|
W
|
+
P32
u2 rel
7 扩展不确定度的评定
7. 1 合成标准不确定度的有效自由度 veff
veff=
P u4 4 1 crel
F
vF
u4 crel
+
P u4 4 2 crel vW
W
+
P u4 4 3 crel vt
t
= 14
1. 24
1. 33
134
+
14
1
0. 07 92
4
+
14 0. 344 13 20
= 42
2010 年第 18 期
T S / M Pa
VK = FK - F
V2K
27. 39 28. 18 27. 63 27. 71 28. 62 29. 06 29. 30 26. 35 28. 73 T S1 = 28. 11
- 12. 09
146. 1681
0. 77
0. 5929
- 10. 87
118. 1569
- 6. 59
- 5. 39
29. 0521
4. 40
19. 3600
13. 31
177. 1561
- 7. 18
51. 5524
3. 80
14. 4400
- 21. 10
445. 2100
8. 68
75. 3424
- 6. 43
41. 3449
9. 91
98. 2081
V
2 K
=
95 1.
66 60
给出不确定度, 0. 5% 根据经验给出) , 且取 k= 2, 则 u2r el | F| = 0. 5% / k= 0. 5% / 2= 0. 25%
u3rel | F| = u3 | F| / F= 0. 0010% 不可靠程度为 0, 则自由度 vF3 = 5. 2. 4 重复性的影响 u4rel| F| ( A 类评定) 重复性的影响是通过多次独立重复测量来评 定的, 包括断裂时间、试验机夹具间的距离、样品 装夹的同轴度、样品的不均匀性及人员的操作误