漆膜沖擊器校準方法及校準結果不確定度評定

【摘要】 本文介紹了漆膜沖擊器的校準方法，并基于用此種方法給出校準結果的不確定度評定過程。通過符合性判斷和比較兩種校準方法得到擴展不確定度，得出兩種校準方法均滿足校準漆膜沖擊器的要求，并給出了日常校準過程中推薦使用的校準方法。

【關鍵詞】 漆膜沖擊器；不確定度；校準結果

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2018.02.009

Calibration Method and Evaluation of Uncertainty of the

Lacquer Film Impactor

LI Dian-wen

（Liaoning Provincial Institute of Measurement，Shenyang 110004，China）

Abstract： In this paper， the calibration method of the lacquer film impactor is introduced，and the evaluation process of uncertainty of the calibration results by this method is given. Through the conformance， the expanded uncertainty of the two calibration methods is judged and compared. It is concluded that the two calibration methods meet the calibration requirements， and the calibration method recommended in the daily calibration process is also given.

Key words： lacquer film impactor；uncertainty；calibration result

漆膜耐沖擊性是指涂于金屬材料上的漆膜在經受高速率的重力作用下發生快速變形而不出現開裂或從金屬材料上脫落的能力，這個能力的大小與樣板所受的沖擊高度、沖擊質量及沖擊深度有著必然聯系。在涂料性能檢驗中它是一個不可缺少的關鍵考察項目。漆膜沖擊器是測試漆膜耐沖擊性的一種儀器。GB/T 1732-1993《漆膜耐沖擊測定法》中規定漆膜沖擊器的沖頭直徑約為8mm；滑筒上的刻度應為（50±0.1）cm，分度為1cm；重錘質量為（1000±1）g；沖頭進入凹槽的深度為（2±0.1）mm。

由于漆膜沖擊器自身結構原因，在使用過程中重錘長時間的撞擊鐵砧，沖擊深度和重錘的質量會發生一定的變化，這個變化勢必對漆膜耐沖擊性檢驗數據的準確性產生影響，因此定期對漆膜沖擊器進行校準是很有必要的。

（a）為剖面示意圖 （b）為實物圖

l-座；2-鐵砧；3-沖頭；4-滑筒；5-重錘；6-制動器器身；7-控制銷；8-控制銷螺釘；9-蓋；10-制動囂固定螺釘；1l-定位標；12-壓緊螺帽；13-圓錐；14-螺釘；15-橫梁；16-柱子

圖1 漆膜沖擊器

1 校準項目及所用計量標準器具（見表1）

深度卡尺：0～150mm，MPE：±0.02mm；

塞尺：0.02～0.10mm，最大允許偏差：±0.005mm；

鋼直尺：0～1000mm，MPE：±0.2mm；

電子天平：Max=5100g，e=0.10g；

金屬環：外徑30mm，內徑10mm，厚（3±0.05）mm；

金屬片：30mm×50mm，厚（1±0.05）mm。

2 校準方法

2.1 滑筒上的刻度

將鋼直尺的零點和滑筒上的零點刻度“對準”，直接測量需要的校準點。通常首次檢測時對該項指標進行測試，后續檢測時該項指標可以不予進行測試。

2.2 重錘質量

將滑筒旋下來，取出重錘，待電子天平開機清零后，直接放到天平上稱取質量值。通常首次檢測時對該項指標進行測試，后續檢測時該項指標可以不予進行測試。

2.3 沖頭進入凹槽的深度

2.3.1 用深度卡尺進行校準

將滑筒旋下來，松開沖擊器底座背面的緊固螺釘（但不要卸下），將金屬片平放在鐵砧表面上，用底部平整的物體壓放在沖頭上部，用深度卡尺測量沖頭上部至壓緊螺帽上平面的距離，測量值與金屬片厚度之差即為此時的沖擊深度。

2.3.2 用塞尺進行校準

將滑筒旋下來，松開沖擊器底座背面的緊固螺釘（但不要卸下），將金屬環穿過沖頭上部放在壓緊螺帽上，將金屬片平放在鐵砧表面上，用底部平整的物體壓放在沖頭上部，如沖頭下端的鋼球剛好與金屬片接觸或接觸過緊，則可以在金屬環下邊加塞尺來測量此時的沖擊深度，具體為金屬環厚度減去金屬片厚度加上塞尺厚度。如沖擊鋼球接觸不到金屬片時，在沖擊鋼球和金屬片之間加入塞尺來測量此時的沖擊深度，具體為金屬環厚度減去金屬片厚度減去塞尺厚度。

3 校準結果的不確定度評定

3.1 深度卡尺校準結果的不確定度評定

3.1.1 測量模型

[X=L-D]

式中：[X]——沖擊深度；

[L]——深度卡尺顯示值；

[D]——金屬片厚度。

由于式中各輸入量相互獨立不相關，顧不確定度傳播率為：

[u2c（X）=c21u2（L）+c22u2（D）]

式中，靈敏度系數為：

[c1=1]；[c2=-1]

3.1.2 不確定度評定

1）深度卡尺引入的標準不確定度分量[u1]

深度卡尺是按照最大允許誤差使用，服從矩形分布，[k=3]，則其標準不確定度為：

[u1=0.023]mm[=0.0115]mm

2）測量位置不同引入的標準不確定度分量[u2]

由于測量位置不同引起的最大偏差為0.02mm，服從反正弦分布，[k=2]，則其標準不確定度為：

[u2=0.022]mm=[0.0141]mm

3）金屬片引入的標準不確定度分量[u3]

金屬片的最大允許偏差為±0.05mm，服從矩形分布，[k=3]，則其標準不確定度為：

[u3=0.053]mm[=0.0289]mm

4）合成標準不確定度[uc]

由于各不確定度分量相互不相關，按照不確定度傳播率，則：

[uc=u21+u22+u23=0.0342]mm

5）擴展不確定度[U]

取包含因子[k=2]，則擴展不確定度為：

[U=2uc=0.07]mm

3.2 塞尺校準結果的不確定度評定

3.2.1 測量模型

[X=H-D-Y]

式中：X——沖擊深度；

H——金屬環厚度；

D——金屬片厚度；

Y——塞尺厚度。

由于式中各輸入量相互獨立不相關，故不確定度傳播率為：

[u2c（X）=c21u2（H）+c22u2（D）+c23u2（Y）]

式中，靈敏度系數為：

[c1=1]；[c2=-1]；[c3=-1]

3.2.2 不確定度評定

1）金屬環引入的標準不確定度分量[u1]

金屬片的最大允許偏差為±0.05mm，服從矩形分布，[k=3]，則其標準不確定度為：

[u1=0.053]mm[=0.0289]mm

2）金屬片引入的標準不確定度分量[u2]

金屬片的最大允許偏差為±0.05mm，服從矩形分布，[k=3]，則其標準不確定度為：

[u2=0.053]mm[=0.0289]mm

3）塞尺引入的標準不確定度分量[u3]

塞尺的最大允許偏差為±0.005mm，服從矩形分布，[k=3]，則其標準不確定度為：

[u3=0.0053]mm[=0.0029]mm

4）合成標準不確定度[uc]

由于各不確定度分量相互不相關，按照不確定度傳播率，則：

[uc=u21+u22+u23=0.0410]mm

5）擴展不確定度[U]

取包含因子[k=2]，則擴展不確定度為：

[U=2uc=0.09]mm

4 符合性判斷

沖頭進入凹槽的深度為（2±0.1）mm，上述兩張校準方法的擴展不確定度均小于凹槽深度最大允許誤差的絕對值，故這兩種方法均滿足校準要求，但用深度卡尺校準所產生的擴展不確定度要小于用塞尺校準產生的擴展不確定度，所以在日常校準過程中推薦使用深度卡尺對漆膜沖擊器進行校準。

5 結語

沖擊深度的校準值如果不在規定的（2±0.1）mm范圍內，可以通過向上或向下調節壓緊螺帽的高度控制沖擊深度，直至達到規定范圍。對漆膜沖擊器進行校準可以判斷其各項指標是否在允許誤差范圍之內，只有各項指標都在允許誤差范圍之內才能保證漆膜沖擊器準確的反應漆膜性能的好壞。

【參考文獻】

[1] 漆膜耐沖擊測定法：GB/T 1732-1993 [S].

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