PhabrOmeter織物感官性能評價系統測試結果重復性研究

方肖肖 王革輝

摘 要：為了研究PhabrOmeter（豐寶儀）織物感官性能評價系統測試結果的重復性，設計了2種實驗方案：多個試樣單次重復測試和單個試樣多次重復測試，利用“變異系數”對系統輸出的3項織物手感基本特性因子和懸垂指數及折皺回復率的重復性進行評價。結果表明，豐寶儀系統的3項織物手感基本特性因子的測試重復性很好，懸垂指數的重復性良好，折皺回復率的重復性不夠好。對于質地均勻的織物，要保證測試結果的可靠，用豐寶儀做3項基本手感因子評價時，每種織物需要測試3個試樣，懸垂指數則需要測試4個試樣;折皺回復率則需要測試10個試樣。

關鍵詞：豐寶儀;重復性;織物感官性能;織物手感;變異系數

中圖分類號：TS107 ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：C ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-2346（2020）04-0009-06

PhabrOmeter織物感官性能評價系統，又稱為豐寶儀或法寶儀，可用于織物手感評價，具有快速、高效的優點。[1-3]近年來，有不少學者利用豐寶儀系統對織物、服裝等進行評價和研究，[4-6]但對其儀器本身的重復性卻沒有進行過檢測。

重復性即在相同條件下短時期內對同一被測對象進行多次獨立測試所得結果的一致程度，是用來評價測試精密度的指標。[7-9]測試誤差是無法避免的，即使最精密的儀器，其所得結果也不會是被測量的真值，而是它的近似值。同時，在測量時，采樣方法、儀器設備等條件都會對測量結果的準確度產生影響，導致最終評價結果誤差變大。因此設計了本實驗，利用2種不同實驗方案，對豐寶儀系統的采樣數量和測試結果的重復性進行檢驗。

經豐寶儀系統測試后輸出3項基本手感特性因子：Resilience（剛柔度）、Softness（軟硬度）、Smoothness（光滑度）[10-11]（本研究中3項基本手感特性因子的名稱與豐寶儀系統官網保持一致），以及視覺感官指標Drape index（懸垂指數）[12]和短時間間隔（5min）內2次測試結果計算所得Winkle Recovery Rate（簡稱WRR，折皺回復率）。[13]另外還有通過手感特性因子進行加權歐式距離計算所得RHV（相對手感值）。[14]由于相對手感值主要用于評價某織物與其參照織物在總體性能上的近似度，適用于來樣加工時選擇相似織物，探究其重復性不具意義，因此本研究主要研究了除RHV外上述5項輸出指標測試結果的重復性。

1 ? ?實驗

1.1 ? ?實驗材料

在滿足豐寶儀系統測試量程的條件下，選取了平方米克重有一定代表性的質地均勻的16種織物（除#12為針織物外其余均是機織物），分別測試了每種織物10個試樣的重量（面積為100cm2）和厚度，然后取其均值，計算其織物比重 （ =weight*thickness）[3]，根據 值確定該織物豐寶儀系統測試推薦的重盤數，具體見表1。16種織物的樣照詳見圖1，均為1cm*1cm的織物局部照片。

1.2 ? ?實驗方案

豐寶儀系統建議每種織物需測試3～5個不同試樣，取其均值作為最終結果。在實際實驗和研究中，大多數學者僅測試3個試樣。[4-6，15-17]為了檢驗豐寶儀系統儀器本身的測試結果的重復性，明確測試所需試樣數量，充分考慮科學性與經濟性原則，[18]在保證測試結果可靠的基礎上提高測試效率，本研究設計了2種不同實驗方案：方案Ⅰ為多個試樣單次重復測試，即每種織物裁取10個試樣分別進行測試，為避免環境等條件的影響，同一織物的所有試樣在同一天內完成測試;方案Ⅱ為同一試樣多次重復測試，即每種織物只用同一個試樣進行多次重復測試，在每次測試完成后，給予24h恢復時間后進行下一次測試，每個試樣需完成10次測試。

實驗環境：溫度20℃℃，相對濕度65%%。測試依據標準AATCCTM 202。[19]

2 ? ?結果與分析

2.1 ? ?測試結果

方案Ⅰ對16種織物共計160個試樣進行了測試，限于篇幅，每種織物的測試結果中的各項指標都取10個試樣測試結果的均值和標準差，結果見表2。

方案II對16種織物16個試樣共計進行了160次測試，限于篇幅，每種織物的測試結果中的各項指標都取10次測試結果的均值和標準差，結果見表3。

2.2 ? ?多個試樣單次重復測試下重復性分析

變異系數（Coefficient of Variance，簡稱為CV）為標準差和均值的比值，是一個相對無量綱量，反映各觀測值變異程度的指標之一。[20-21]本研究用變異系數來對重復性進行評價，分別計算在2種不同實驗方案下，上述3項基本手感特性因子測試結果的變異系數，然后進行綜合分析。

通過均值和標準差計算了16種織物5項輸出指標測試結果的變異系數，整理后得表4。

由表4可知，對于所測試的16種織物，豐寶儀系統測試所得Resilience（剛柔度）變異系數變化范圍為0.35%～5.57%，變異系數平均值為2.62%;Softness（軟硬度）變異系數變化范圍為0.22%～4.09%，變異系數平均值為1.54%;Smoothness（光滑度）的變異系數的變化范圍為0.10%～4.27%，變異系數的平均值為2.01%;Drape index（懸垂指數）的變異系數的變化范圍為1.15%～5.05%，變異系數的平均值為2.89%;WRR（折皺回復率）的變異系數的變化范圍為1.66%～8.51%，變異系數的平均值為4.75%。表明：對于質地均勻的織物來說，豐寶儀的3項基本手感特性因子的測試結果的重復性良好。

試樣數量的確定需要依據統計方法，其計算公式如下：[22-23] ? ? =

上式中CV為變異系數;E為允許偏差率;n為達到保證誤差所需的實驗次數。根據實驗項目的要求和實際條件來確定允許偏差率和置信概率水平，既要將誤差控制在合適范圍，又要用較少的人力、物力和時間。[19，22]一般實驗E取左右，置信概率水平取95%，本實驗取法一致，在雙側有限情況下經查表確定t值為1.96[23]。

將表4中3項手感特性因子的變異系數平均值代入上式，計算得到3項基本手感特性因子所需試樣數量n分別為2.93、1.01和1.48。說明對于這3項基本手感特性因子而言，測試3個試樣取均值的方法能將誤差控制在合理范圍，且與豐寶儀系統推薦試樣數一致。將懸垂指數的變異系數均值代入，計算所得試樣數量為3.57，需測試4個試樣取其均值才能將誤差控制在合理范圍，但也與豐寶儀系統推薦試樣數一致。同樣地，代入折皺回復率的變異系數均值，計算所得試樣數量為9.63，明顯大于豐寶儀系統推薦的試樣數量，與常用的激光全自動織物彈性回復儀相對，采樣量大且測試耗時長，不夠經濟、科學。

2.3 ? ?同一試樣多次重復測試下重復性分析

這里同樣利用變異系數對儀器的重復性進行分析。對每種織物的同一試樣在不同日期進行10次測試的結果，計算了16種織物各項指標的變異系數值，結果見表5。

表5可知16種織物采用同一個試樣在不同日期進行10次測試的條件下，豐寶儀系統測試所得Resilience（剛柔度）變異系數變化范圍為1.06%～7.78%，變異系數平均值為4.93%;Softness（軟硬度）變異系數變化范圍為0.55%～3.89%，變異系數平均值為1.90%;Smoothness（光滑度）變異系數變化范圍為0.25%～4.01%，變異系數平均值為1.60%;Drape（懸垂指數）變異系數變化范圍為3.51%～14.01%，變異系數平均值為6.46%;WRR（折皺回復率）變異系數變化范圍為3.26%～10.51%，變異系數平均值為5.11%。

表明：對于不同的織物，采用同一個試樣在不同日期進行10次測試的條件下，豐寶儀系統測試所得Resilience（剛柔度）的變異系數變化較大，有的織物測試結果的重復性很好，有的織物測試結果的重復性不是很好;Softness（軟硬度）和Smoothness（光滑度）的變異系數都變化較小，測試結果的重復性好;懸垂指數和折皺回復率的變化范圍較大，且部分織物這2項指標變異系數值明顯大于5%，重復性較差。總體而言，3項基本手感特性因子測試結果的重復性較好，懸垂指數和折皺回復率的重復性不夠理想。

3 ? ?結論

通過以上研究，得到以下結論：1）用豐寶儀系統進行織物3項基本手感特性因子的測試重復性很好，懸垂指數的測試重復性良好，折皺回復率的測試重復性稍差。2）對于質地均勻的織物，用豐寶儀系統進行織物感官性能評價時，為了保障測試結果的可靠性，3項基本手感特性因子需要測3個試樣，懸垂指數需測4個試樣，折皺回復率則需要測試10個試樣。3）對于質地均勻的織物，多個試樣單次重復測試的測試重復性比同一試樣多次重復測試的測試重復性要好。

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Abstract：In order to study the repeatability of the test results from PhabrOmeter sensory performance evaluation system，two experimental schemes were designed --- single repeated test with multiple samples and multiple repeated tests with single sample.The “coefficient of variation” was used to evaluate the repeatability of the test results of the three fabric handle indicators ， drape index and wrinkle recovery rate.The results show that the repeatability of the test results on the three fabric handle indicators is very good，the repeatability of the test results on the drape index is good and the repeatability of the test results on the WRR is not good enough.For the fabrics with uniform texture，testing 3 samples is enough to guarantee the reliability of the test result on the three fabric handle indicators while for the drape index and WRR，4 and 10 samples are needed to guarantee the reliability of result.

Key words：PhabrOmeter system;repeatability;fabric sensory performance;fabric handle;coefficient of variance