皮革柔软度的测量不确定度评定

许亚萍，孙霞，李炼洁

（国家皮革质量监督检验中心，浙江海宁314400）

前言

GB/T 27025-2008《检测和校准实验室能力的通用要求》中规定：实验室至少应努力找出不确定度的所有分量且作出合理评定，并确保结果的报告方式不会对不确定度造成错觉[1]。其中，合理的评定依据对方法特性的理解和测量范围，并利用诸如过去的经验和确认的数据。对于第三方检测实验室，当不确定度与检测结果的有效性或应用有关、影响对规范限度的符合性、测试方法中有规定或客户有要求等情况时，检测报告必须提供测量结果的不确定度。

皮革的柔软性是指当皮革受力发生变形时,检测到的皮革厚度、挤压力、表面花纹的平滑性和皮革抗弯延长性能的综合。因此皮革的柔软度是衡量皮革品质特性的重要因素。

本文就皮革柔软度的测量不确定度进行分析和评定，以更好地确保检测结果的准确性和有效性。

1 试验部分

1.1 试验依据

依据国际标准ISO 17235:2015《皮革物理和机械试验 柔软度的测定》[2]进行试验。

1.2 试验样品

家具用皮革、服装用皮革、鞋面用皮革、鞋里用皮革、手套用皮革等各类皮革产品，本次试验选取家具用皮革。

1.3 试验仪器

BLC公司生产的型号为ST300的柔软度仪。

1.4 试验程序

根据标准中的规定，先按皮革的类型选择合适的金属环（本次试验采用25mm环），放入仪器（柔软度仪），用无孔板对仪器进行零位校正，再用标准皮革样对25mm环进行校正。校正完成后，将待测试样正面朝上平放入仪器，进行柔软度测试，记录测得值，保留2位有效数字。

2 皮革柔软度数学模型

式中，R：被测样品的柔软度，mm

r：柔软度仪显示读数，mm

△r：读数误差值,mm

3 不确定度分量的来源分析

①重复性测量引起的相对标准不确定度：主要包括试样的测试部位即样品均匀

性、人员操作习惯等。对同一被测量对象进行连续多次的测量，其结果必然存在一定的分散性，存在重复性标准偏差，故需要考虑由此带来的不确定度。

②柔软度仪测量引起的相对标准不确定度：主要包括仪器校准、仪器准确度、仪

器测量的重复性等。由于仪器测量的重复性已包含在重复性测量中，故此处不再重复分析。

③数值修约引起的相对标准不确定度。数值经修约后会产生误差，所以需要考虑

由此带来的不确定度。

④试验环境引起的相对标准不确定度。温湿度的变化会影响皮革试样的柔软度测试结果，所以也应考虑此处的不确定度。

表1 18组柔软度测试数据Tab.1 18 groups of softness test data

4 不确定度分量的评定与计算

4.1 重复性测量引起的相对标准不确定度urel(R)

对同一块家具用皮革，按照测试方法，由6位操作人员在不同时间分别独立测试3组样品（样品取自不同的部位），共得18组数据，详见表1。

根据贝塞尔公式可知，标准偏差s(R)的计算公式如下：

将表1中的数据带入，可得s(R)=0.07(mm)。

所以重复性测量引起的测量结果的相对标准不确定度urel(R)为:

4.2 柔软度仪测量引起的相对标准不确定度urel(Y)

4.2.1 仪器校准引入的标准不确定度uc(Y)

由校准证书可知该柔软度仪的标准不确定度为0.04 mm，即:uc(Y)=0.04 mm

4.2.2 仪器准确度引起的标准不确定度 uδ(Y)

因柔软度仪读数的准确度为0.1mm,按JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》[3]中4.3.3条规定,取矩形分布，故仪器准确度引起的标准不确定度uδ(Y)为:

4.2.3 由4.2.1和4.2.2可知，柔软度仪测量的标准不确定度u(Y)为：

故柔软度仪测量的相对标准不确定度urel(Y)为：

urel(Y)=0.049/2.63=1.86×10-2

4.3 数值修约引起的相对标准不确定度urel(f)

同4.2.2条规定,取矩形分布，由数值修约引入的标准不确定度u(f)为:

由标准可知，ΔR（柔软度数值修约间隔）为0.01 mm，则：

故数值修约引起的相对标准不确定度为 urel(f)为:

表2 相对标准不确定度一览表Tab.2 List of relative standard uncertainties

4.4 试验环境引起的相对标准不确定度urel（H）

由于此次试验是将试样放置在温度（20±2）℃、相对湿度（65±5）%RH 的环境下进行预处理和测量。根据经验，其不确定度分量值很小很小，由此引起的相对标准不确定度urel（H）可以忽略不计。

4.5 不确定度分量汇总

综上评定，将各不确定度分量的来源及相对标准不确定度值汇总如表2：

5 合成标准不确定度uc(R)及扩展不确定度U

5.1 合成标准不确定度uc(R)

由于表2中的各不确定度分量彼此独立不相关，所以合成相对标准不确定度ucrel)为：

平均柔软度R为2.63mm，

5.2 扩展不确定度U

扩展不确定度等于合成标准不确定度与包含因子k的乘积，按JJF 1059-2012中4.5.2条规定，在通常情况下，一般取包含因子k=2，则皮革柔软度的扩展不确定度U为：

6 结果报告与表达

依据ISO 17235:2015，皮革柔软度测量结果为 2.63 mm，U=0.18 mm，k=2。

7 结论

①皮革柔软度的标准不确定度主要来自重复性测量，其次是仪器本身的测量，而数值修约的影响较小。

②重复性测量引起的标准不确定度与样品的均匀性、测量人员操作习惯等因素有关；仪器测量产生的标准不确定度与仪器校准、仪器准确度等因素有关。

③作为检测实验室，在进行柔软度测试过程中，应做到严格按照标准要求，规范取样部位，提高检测人员的操作水平，使用精度较高的检测仪器，以降低测量结果的不确定度，利于数据的准确可靠。