摘要：分析了包裝用聚乙烯吹塑薄膜拉伸強(qiáng)度測定的不確定度，通過建立測量不確定度的數(shù)學(xué)模型，分析了重復(fù)性測試、拉力機(jī)校準(zhǔn)、厚度測量、寬度測量等因素對于測量不確定度的影響，并對其進(jìn)行評定，研究表明重復(fù)性測試對于不確定度結(jié)果的影響最大。
引言
聚乙烯吹塑薄膜是一種重要的食品包裝材料，以低密度聚乙烯樹脂（LDPE）、線性低密度聚乙烯樹脂（LLDPE）或其共混物為主要原料，經(jīng)吹塑、分切加工得到的薄膜，其用途十分廣泛，目前國家針對這一產(chǎn)品制定了國家推薦性標(biāo)準(zhǔn)GB/T4456-2008《包裝用聚乙烯吹塑薄膜》［1］，其中拉伸強(qiáng)度是最為重要的一項(xiàng)物理指標(biāo)，可以作為不同材料的質(zhì)量比較和產(chǎn)品驗(yàn)收依據(jù)，還可以作為使用性能指標(biāo)和工程設(shè)計(jì)依據(jù)［2］。
測量不確定度的評定是檢驗(yàn)試驗(yàn)室工作的一項(xiàng)重要組成部分，國家認(rèn)可委發(fā)布的《檢測和校準(zhǔn)試驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》中對測量不確定度的評定有明確的要求［3］。不確定度的定義：與測量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的一個(gè)參數(shù)，用以表征合理地賦予被測量值的分散性［4］，不確定度越小，測量水平越高，測量結(jié)果使用價(jià)值越大［5］。為了研究包裝用聚乙烯吹塑薄膜中拉伸強(qiáng)度測試結(jié)果的分散程度，對于該項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)，并分析測量不確定度的來源，找出影響不確定度的主要因素，并對其進(jìn)行分析計(jì)算給出擴(kuò)展不確定度［6］。
1試驗(yàn)部分
1.1儀器設(shè)備
XLW智能電子拉力試驗(yàn)機(jī)（濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司）；CH-1-ST臺(tái)式測厚儀（上海六菱儀器廠）；游標(biāo)卡尺（上海量具刃具廠有限公司）。
1.2測試方法
按照GB/T1040.3-2006《塑料拉伸性能的測定第3部分：薄膜和薄片的試驗(yàn)條件》，制備2型試樣，寬度為10mm，以500mm/min的速度拉伸至斷裂。試樣拉伸過程中的最大拉伸應(yīng)力即塑料薄膜的拉伸強(qiáng)度。
1.3試驗(yàn)測試環(huán)境
按照GB/T2918-1998《塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境》的規(guī)定，在恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，溫度：23℃±2℃，相對濕度：50%±5%。
1.4數(shù)學(xué)模型：
拉伸強(qiáng)度公式為:
σt＝P/A＝P/bd （1）
式中σt——拉伸強(qiáng)度/MPa
P——試樣斷裂時(shí)的拉力/N
A——試樣截面積/mm2
b——試樣寬度/mmd——試樣厚度/mm
方差和傳播系數(shù)：
2測定不確定度的來源
在進(jìn)行拉伸強(qiáng)度的試驗(yàn)過程中，引入不確定度的來源包括：（1）拉力機(jī)重復(fù)測試帶來的不確定度；（2）尺寸測量過程中帶來的不確定度；（3）拉力機(jī)校準(zhǔn)的不確定度；（4）其他因素。因試驗(yàn)在恒溫恒濕環(huán)境中進(jìn)行，故溫濕度對于結(jié)果的影響較小，可以忽略。試驗(yàn)由同一人員操作完成，故人員差異可以忽略。
3不確定度的評定
3.1測量不確定度的A類評定
在相同條件下，由樣品測量值的變動(dòng)性對拉伸強(qiáng)度測量不確定所產(chǎn)生的貢獻(xiàn)，即對測量數(shù)據(jù)觀測進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析［7］，本次試驗(yàn)中共測試5個(gè)試樣，其測試結(jié)果如表1所示。
表1試驗(yàn)結(jié)果
A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度U0
3.2測量不確定度的B類評定
3.2.1電子拉力校準(zhǔn)引入的不確定度Uδ1
設(shè)備的檢定證書給出的準(zhǔn)確度為0.5級，假設(shè)屬于均勻分布，由此產(chǎn)生的不確定度分量為Uδ1=0.005/（3）1/2=0.003
3.2.2測厚儀引起的不確定度Uδ2
已知儀器示值誤差是0.001mm，此次測量以均勻分布對待，故：Uδ2=0.001/（3）-2=0.0006
3.2.3游標(biāo)卡尺引起的不確定度Uδ3
已知儀器示值誤差是0.02mm，此次測量以均勻分布對待，故：Uδ3=0.02/（3）-2=0.011
3.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度Uc
A類和B類不確定度不相關(guān)，故：
3.4擴(kuò)展不確定度U
U=kUc，取包含因子k=2，故U=2×0.14=0.28MPa
3.5測量不確定度報(bào)告
拉伸強(qiáng)度σt=（19.85±0.28）MPa，其中擴(kuò)展不確定度U=0.28MPa。
4結(jié)束語
為了合理地計(jì)算不確定度，需要研究各參數(shù)的關(guān)聯(lián)程度，不能重復(fù)計(jì)算。通過對不確定度引入量的計(jì)算，可以看出重復(fù)性測試對測量結(jié)果不確定度影響最大。
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