1、管材纵向回缩率不确定度分析及在比对试验中的应用StandardandTest 标准与检测管材纵向回缩率不确定度分析及在比对试验中的应用Theuncertaintyanalysisintheratioofpipeverticalretraction,anditsapplicationinthecomparisontest蒋文(诸暨市产品质量监督检验所)摘要:本文结合实际检测工作,对管材纵向回缩率的测量结果进行了测量不确定度分析,计算,并利用测量不确定度计算结果对实验室间比对试验结果进行判定.关键词:管材纵向回缩率不确定度比对试验中国分类号:TB921AbstractThearticleanaly
2、sestheuncertaintyofthemeasurementresultinpipeverticalretrac-tion,anddeterminetheresultofcomparisontestindifferentlaboratoriesintegratingtheuncertaintyanalysiswiththepracticaltest.Keywords.theratioofpipeverticalretraction,uncertainty,thecomparisontest笔者所在实验室作为国家政府的法定检测机构之一.已通过浙江省质量技术监督局考核合格授权的计量认证/审查
3、认可的产品和参数有 258个,计量检定项目 44 个,校准项目 37 个,另外通过中国合格评定国家认可委员会考核合格授权的实验室认可项目(产品和参数)有 34 个,所以我们实验室检测得出的测量结果和由测量结果得出的结论,成为行政执法和当地政府决策的重要依据.自 2000 年我国明令禁止在新建住宅中使用镀锌管作为供水管道后,笔者所在地生产聚丙烯管,聚乙烯管等塑料管系列产品的企业如雨后春笋般出现,产品份额在全国同类产品中占较大比例,因为我们实验室聚丙烯管材管件,聚乙烯管材管件,铝塑复合管塑料管材管件等检测项目同时获浙江省计量认审查认可和国家实验室认可委授权,所以对塑料管材管件的连续监督抽查检测结果
4、为当地政府宏观控制整个地区管业产品质量提供了可靠的资料.这点也提示说明检测机构报告测量结果时,必须给出测量结果的可信程度,即测量结果必须附有不确定度说明才是完整的,有意义的,对测量结果的不确定度评定工作也越来越受到各国实验室认可机构,实验室主管和监管部门的重视.笔者根据长期从事检测实验积累的经验和有关不确定度理论计算方法.依据 GB/T18742.2 一木工机床 2007NO.32002(冷热水用聚丙烯管道第二部分管材,GB/T66712001热塑性塑料管材纵向回缩率的测定,采用老化试验箱,游标卡尺 1,游标卡尺 2(作lOOmm 划线器用)对冷热水用聚丙烯管材进行管材纵向回缩率试验,然后利用
5、实验结果数据计算出管材纵向回缩率的不确定度.试验原理是:在232oC 时在规定长度的样品划出标线距离,放人已经达到试验温度的老化试验箱中,保持规定的试验时间后,取出冷却至 232oC,测量加热前后试样标线间的距离,以相对原始长度的长度变化百:分率来表示纵向回缩率.1 管材纵向回缩率的数学模型RI(L_一)I/L100%L_:试验后沿母线测量的两标线间距离.111111:试验前划线器划出标线间距离,111111,这儿取为 100mmR:纵向回缩率,无量纲2 管材纵向回缩率不确定度分量不确定度分量包括游标卡尺 1 示值引起标准不确定度 cLi),游标卡尺 2 示值引起标准不确定度 cL0,实验人员
6、估读引起标准不确定度,cL0 和老化试验箱引起标准不确定度35标准与检测 StandardandTest2.1 游标卡尺 1(0150mm,4-0.02mm)示值引起标准不确定度该游标卡尺的示值分度值是 0.02mm,分布估计为矩形分布 I,0.02mm 为其分布区间的半宽 a,I-tl(=a/=0.02/=1.210mm,自由度 Vl=一 .2.2 游标卡尺 2(0300mm,4-0.02mm)示值引起标准不确定度 IJ2(该游标卡尺示值分度值是 0.02mm,同样分布估计为矩形分布,0.02mm 为其分布区间的半宽 a,【L0)=a/=0.02/=1.2 10mm,自由度 V.2=.2.3
7、 实验人员估读 L 和 L-0 引起标准不确定度lu)和 lLo)因为估读只能到游标卡尺半个间隔,读数误差遵守均匀分布】,0.02mm 的 l/2 为分布区问的半宽,(=(0.02 1/2)/=5.810mm,自由度 v3=1/2(50%)=2【LO)=(0.021/2)/=5.8 l0mm,自由度 v4=1/2(50%)=22.4 老化试验箱(室温一 200oC,1)引起标准不确定度温差以等概率落在一 lK+lK 之间,误差服从均匀分布,lK 为分布区间的半宽,PP.R 管材的热膨胀系数=1.5l0.4K,热膨胀系数引起标准不确定度,=l/=0.58K,所以 Izs=IL0I=l001.5l
8、0.40.58=8.7l0mm, 自由度 v5=l/2(50%)=23 合成标准不确定度 lo),lu)lRL)和 lRL)罔363.1 放入老化试验箱试验前合成的标准不确定度为 cL0),自由度 V.if(L0),3.2 放入老化试验箱试验后合成的标准不确定度为 cu),自由度 V.frc,3.3 管材纵向回缩率的合成标准不确定度 c(RL),自 Fh 度 V.ff(RL:).各分量不相关,. 合成标准不确定度 L0)计算如下c(L0)=2(Lo)+4(Lo)=(1.210)+(5.810)=1.810.4Vefr(Lo)=c(Lo)/(2(Lo)/V2+4(Lo)/V4)=(1.8104)
9、/(1.210)/一+(5.810)/2)57c(Li)=l(Li)+3(u)+5=(1.210)+(5.810)+(8.710)=3.610Vefr(Li)=c(Li)/(l【Li)/Vl+3(Li)/V3+5/V5)=(3.610)/(1.210)/一+(5.810)/2+(8.7 10)/2)38根据不确定度的合成公式:.=(/)又.管材纵向回缩率 RL=I(LiLo)I/Lo100%.c(RL)=(ORL/aLi)c(Li)+(aRL/aLo)c(L.)aRL/aLi=1/Lo;aRL/aLo=一 Li/Lo取 Lo=100mm,Li=102mm(标准允许 RL=2%),Pc(RL)能
10、够达到的最大值c(R1)=1(1/100)23.610.4+1(一 l02/l002)21.810.4=5.510-8.(RL)=2.3104=0.023%Vefr(RL)=c(RL)/(Li)/Li)4/Vefr(Li)+(Lo)/Lo)/Vefr(L0)=(5.510.)/(3.610/102)/38+(1.810/100)/57】=81WOODWORKINGMACHINERY4 扩展不确定度 U因为 RL 的各分量都按正态分布,所以将 RL也估计为正态分布.根据置信概率 P=95%,自由度 V.ffcRL=81查包含因子 1595(81)=2.0U951595(81)X(RL)2.0x0
11、.023%0.05%5 应用上面测量不确定度分析结果对比对试验进行判定5.1 比对试验程序:(1)首先在同一批次,规格的管材中一次截取 6 根 X200 毫米/根的管材样品,给两个实验室各分发 3 根 S3.2dn25xen3.5 冷热水用聚丙烯(PPR)管材样品:(2)检测人员分别用与游标卡尺 2 同精度,同测量范围的游标卡尺在各自 3 根样品管的中间位置划出 100mm 的间隔;(3)两个实验室检测人员分别按标准要求开启,设定老化试验箱的试验温度【4】,等老化试验箱达到试验温度并稳定后将 3 根管材样品放入箱中,保持标准规定时间后取出,冷却至室温;(4)检测人员用与游标卡尺 l 同精度,同
12、测量范围的的游标卡尺分别测量试验后的三根样品管的划线间隔,分别计算出平均纵向回缩率(保留两位小数点);两个实验室试验结果如下:实验室 l 测出试验后三根样管划线长度为:100.4,100-3,100-3,则平均纵向回缩率为 0.33%:实验室 2 测出试验后三根样管划线长度为:100.3,100.4,100.4,则平均纵向回缩率为 0.37%;5.2 比对试验结果判定:因为采用相同方法进行检测,所以要求两个测量结果绝对值之差应小于等于2U950.1%.如果两实验室检测人员的平均纵向回缩率之差(绝对值 ) 0.1%,说明两实验室的检测工作符合要求:反之如果两实验室检测人员的平均纵向回缩率之差(绝
13、对值)0.1%,则说明至少有木工机床 2007NO.3StandardandTest 标准与检测一个实验室的检测工作不符合要求或者两实验室检测工作都不符合要求(再用其他方法确定具体不符合检测工作要求的实验室).对于上面两个实验室结果判定如下:两个实验室管材平均纵向回缩率之差为为O.04%0.1%,所以说明两个实验室检测符合要求.6 应用范围两次测量结果之差应小于等于 0.1%的数据仅适用于冷热水用聚丙烯(PPR)管材.此计算方法适用于所有根据 GB/T667l 一:2001热塑性塑料管材纵向回缩率的测定进行检测的塑料管材,如建筑给水用聚乙烯管材,建筑给水交联聚乙烯(PEx)管材等,但是要注意将
14、其中热膨胀系数仅换成你所检测的管材的热膨胀系数仅,取 Li=(100+x)mm(标准允许最大纵向回缩率 RL.=X%),然后再用本问所介绍的方法计算2u95,并利用所得结果进行判定.参考文献国家质量监督检验检疫总局发布,热塑性塑料管材纵向回缩率的测定 【S】北京:中国标准出版社,2002:年 3 月,GB/T667120012国家质量技术监督局计量司组编,测量不确定度评定与表示指南 【M】北京:中国计量出版社,2004 年 7月【3】何克明:测量误差理论与数据处理 【M】北京:中国量出版 :,2002 年 10 月【4】国家质量监督检验检疫总局发布,冷热水用聚丙:唏管道第 2 部分管材 【S】北京:中国标准出版社 ,2002:年 10 月,GB,r18742.2-2002作者:蒋文诸暨市产品质量监督检验所工程师,质检所技术负责人(收稿时间:2007.8,15)37
