一種橡膠阿克隆磨耗試驗機試樣承受加載力校準方法及其測量值的不確定度評定

蔡開城

【摘 要】橡膠阿克隆磨耗試驗機是用于測定橡膠耐磨性能的儀器，其通過對橡膠耐磨性能的測試以評估試樣產品是否符合[1]GB/T 1689-2014《硫化橡膠耐磨性能的測定（用于橡膠阿克隆磨耗試驗機）》等標準的要求，其中試樣承受的加載力是影響試驗結果的重要因素，加載力的的準確度直接影響到橡膠制品的合格率，應定期進行校準。本文介紹一種橡膠阿克隆磨耗試驗機試樣承受加載力校準方法及其過程中分析其不確定度分量主要來源，并對各不確定度分量、合成不確定度、擴展不確定度進行評定。

【關鍵字】橡膠阿克隆磨耗試驗機;橡膠耐磨性;試樣承受加載力;不確定度評定

中圖分類號： TQ330.7文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）36-0300-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.142

0 引言

隨著科學技術的發展，橡膠行業成為國民經濟的重要基礎產業之一，橡膠廣泛應用于交通、建筑、機械、電子等工業領域，橡膠性能的優劣關系到工業發展水平。橡膠耐磨性能是橡膠質量的一項重要指標，而橡膠阿克隆磨耗試驗機是測量這一指標的試驗設備。橡膠阿克隆磨耗試驗機一般由傳動機構、加載機構、角度調節機構、計數裝置等組成。橡膠阿克隆磨耗試驗機通過試樣與砂輪在一定的傾斜角度、一定的加載力和一定的轉速作用下進行摩擦，測定試樣在一定里程內的磨耗體積，以評估試樣產品是否符合GB/T 1689 《硫化橡膠耐磨性能的測定（用于橡膠阿克隆磨耗試驗機）》等標準的要求，其中試樣承受加載力是影響試驗結果的重要因素，試樣承受加載力的準確度直接影響到橡膠制品的合格率，應定期進行校準。[2]根據JJG（化工） 103-1991《橡膠阿克隆磨耗試驗機檢定規程》要求：橡膠阿克隆磨耗試驗機膠輪承受加載力為（26.6±0.2）N，加載力的大小影響到橡膠制品的合格率，因而需要對橡膠阿克隆磨耗試驗機的試樣承受加載力進行校準。

1 橡膠阿克隆磨耗試驗機試樣承受加載力校準

（1）環境條件：溫度：（20±5）℃，周圍無影響校準結果的振動、污染、腐蝕性氣體。

（2）測量標準：標準負荷測量儀（測量范圍2N～5MN，0.2級）。

（3）被測對象：橡膠阿克隆磨耗試驗機。

（4）測量過程：在規定條件下，安裝標準測力儀，預熱并使其處于正常工作狀態，將儀表的示值置零后把標準測力儀置于橡膠阿克隆磨耗試驗機膠輪上，放上試驗用重坨，待標準測力儀數值穩定后讀取，連續進行3次，取其平均值為橡膠阿克隆磨耗試驗機膠輪承受加載力的測量結果。

2 橡膠阿克隆磨耗試驗機試樣承受加載力測量結果的不確定度評定

2.1 測量模型：F=F

式中：F——橡膠阿克隆磨耗試驗機膠輪承受加載力力值（N）

F——橡膠阿克隆磨耗試驗機膠輪承受加載力力值三次測量值的平均值（N）

2.2 標準不確定度分量的評定

（1）輸入量F的標準不確定度u（F）的評定：其不確定度來源主要是測量重復性引入的不確定度u1（F），可以A類方法評定u1（F）;標準測力儀準確度引入的不確定度u2（F），可以B類方法評定u2（F）。

標準測力儀連續測量10次橡膠阿克隆磨耗試驗機膠輪承受加載力，得到測量列為下表所示。

其所求的平均值：F=■■F■=26.63N

單次實驗標準偏差：s=■=0.010N

實際測量中是在重復性條件下測量3次，取其算術平均值為測量結果。

則u1（F）=■=0.006N或表示為u1（F）=0.023%

（2）標準測力儀為0.2等級，估計為均勻分布，取三次測量的平均值為標準值，其引入的標準不確定度為：

u2（F）=■=0.031N或表示為u2（F）=0.12%

2.3 合成標準不確定度的評定

2.3.1 靈敏系數：由F=F得

c1=■=1

2.3.2 標準不確定度匯總表，見下表2。

表2

2.3.3 合成標準不確定度的計算：

由于u1（F）與u2（F）彼此獨立，互不相關，則

ucr（F）=ucr（F）=■=0.12%

2.4 擴展不確定度的評定：取包含因子k=2，則Urel=k·ucr=0.3%

2.5 擴展不確定度的報告與表示

橡膠阿克隆磨耗試驗機膠輪承受加載力測量結果擴展不確定度為Urel=0.3%，它是由合成標準不確定度ucr=0.12%和包含因子k=2之乘積得到。

3 結語

通過對橡膠阿克隆磨耗試驗機進行校準實現量值溯源，保證了橡膠阿克隆磨耗試驗機試樣承受加載力的準確可靠，為橡膠耐磨性能測試提供了技術保障。本文介紹了我院采用標準負荷測量儀對橡膠阿克隆磨耗試驗機試樣承受加載力進行校準的方法及不確定度評定方法。

【參考文獻】

[1]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/T 1689-2014硫化橡膠耐磨性能的測定（用阿克隆磨耗試驗機）[S].北京：中國標準出版社，2015.

[2]化學工業部.JJG（化工）103-1991橡膠阿克隆磨耗試驗機檢定規程[S].北京：中國計量出版社，1991.