国标鞋类耐折试验机的校准方法研究

黄汉杰

摘

要：国标鞋类耐折试验机作为检测鞋类耐折性能的主要设备，目前国内尚无其相关的计量检定规程或校准规范，以致缺乏技术依据无法对鞋类耐折性能检测的量值进行溯源。介绍了国标鞋类耐折试验机的工作原理，根据其计量特性，探讨了国标鞋类耐折试验机的一种简单校准方法，并对其校准方法进行测量不确定度分析，为相关计量仪器校准人员提供参考。

关键词：国标；耐折试验机；校准方法

中图分类号：TB 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.06.097

1前言

本文将根据国标鞋类耐折试验机的工作原理和计量性能要求，结合实际校准工作总结出一种校准方法并对其进行测量不确定度分析。

2工作原理和计量性能要求

国标鞋类耐折试验机的工作原理主要是根据鞋的穿着情况，模拟人体的行走时脚掌弯曲的特点，用试验楦代替脚体，通过将试样（成鞋）夹紧于夹持器中，以一定角度、一定频率进行屈挠试验，模仿实体使用状态来回折动。

按照相关国家标准的要求，国标鞋类耐折试验机需满足以下条件：（1）屈挠角度在0°～55°之间可调；（2）屈挠频率在每分钟100次～300次范围内可调；（3）具有按预置屈挠次数自动停机的功能；（4）具有对试样鼓风的装置。其中第1条和第2条对国标鞋类耐折试验机的计量性能要求为：（1）屈挠角度为50°±1°（特殊要求可在0°～55°之间选择）；（2）屈挠频率为每分钟（230±10）次（特殊要求可在每分钟100次～300次范围内选择）。

3校准方法

3.1外观及环境条件要求

3.1.1外观

设备整机装配完整，无松动、脱落现象，计频、计数、测角等数字或机械显示装置能正常稳定工作，且应符合国家标准的要求，具有屈挠角度可调、屈挠频率可调、按预置屈挠次数自动停机和具有对试样鼓风等的功能。

3.1.2环境条件

设备应装在稳固基础上，电源电压变化不超过额定值的10%，在鞋类试验用标准环境下进行校准。

3.2屈挠角度校准

使用分辨率为0.05°的角度规（数显、底部带磁）作为屈挠角度校准的标准设备。调整耐折试验机的屈挠角度至规定角度后，手动调整主机折动部分至摆动上方极限位置，将角度规按折动方向垂直吸附于折动臂上后将其角度清零，缓慢调整主机折动部分至摆动下方极限位置，读取角度规示值。在测量范围内选择大致均匀分布的屈挠角度（15°、35°、55°）和典型屈挠角度（50°）共4个校准点，分别重复测量3次，取每个校准点平均值作为最终的测量结果，依次校准完各校准点的不值误差。

3.3屈挠频率校准

使用GZCY—1A型转速频率仪作为屈挠频率校准的标准设备。在耐折试验机主机折动臂上安装反射源，开启转速频率仪并设置为计频模式，将其接收探头固定放置于可接收反射源信号的位置。在装上试样的条件下，在测量范围内选择均匀分布的屈挠频率（每分钟100次、200次、300次，以下单位以r/min表示）和典型屈挠频率（230r/min）共四个校准点，开启耐折试验机，分别重复测量3次，取每个校准点平均值作为最终的测量结果，依次校准完各校准点的示值误差。

4校准方法的测量不确定度分析

4.1屈挠角度校准的不确定度分析

4.1.1测量模型

输入量θ引入的标准不确定度主要是由测量重复性引入的。重复性条件下，对国标鞋类耐折试验机屈挠角度显示值15°、35°、50°、55°的4个校准点分别开展

3次独立重复测量，结果如表1。

输入量θ引入的标准不确定度主要是由测量标准即角度规本身的不确定度引入的。经校准，角度规MPEV=0.15°，服从均匀分布，由此引入的标准不确定度为：

4.1.4合成标准不确定度和扩展不确定度

根据式（3）的合成标准不确定度评定模型，可得各校准点的合成校准不确定度。取包含因子k=2，可得各校准点的扩展不确定度，结果如表2所示。

4.2屈挠频率校准的不确定度分析

4.2.1测量模型

4.2.4合成标准不确定度和扩展不确定度

根据式（6）的合成标准不确定度评定模型，可得各校准点的合成校准不确定度。取包含因子k=2，可得各校准点的扩展不确定度，结果如表4所示。

5结束语

本文分析了国标鞋类耐折试验机的工作原理和计量性能要求等内容，探讨了一种简单实用的校准方法。通过对校准方法结果示值误差测量不确定度的分析，得到该方法校准国标鞋类耐折试验机屈挠角度的测量不确定度最大为0.4°，校准其屈挠频率的测量不确定度最大为1.6r/min，均远小于相关国家标准对国标鞋类耐折试验机屈挠角度（±1）和屈挠频率（±10r/min）的计量性能要求，能满足国标鞋类耐折试验机的校准要求。因此，本文研究的校准方法具备可行性和可靠性，可为国标鞋类耐折试验机的校准提供技术依据。