鞋底耐磨性能不确定度评定

许乔烽，沈伟，吕晓

(浙江方圆皮革轻纺检测认证有限公司，浙江 海宁314400)

第一作者简介：许乔烽(1992—)，男，工学学士，工程师，593923638@qq.com，主要从事质量检测工作

摘 要：从A类和B类不确定度来源入手，对鞋底耐磨性能不确定进行评定，提升实验室出具耐磨性能结果的可靠性。

关键词：鞋底耐磨性能;不确定度;不确定度评定

Evaluation of Uncertainty in the Abrasion Resistance of Shoe Soles

XU Qiaofeng, SHEN Wei, LV Xiao

(Zhejiang Fangyuan Leather Textile Testing and Certification Co., Ltd., Haining 314400, China)

Abstract：Starting from the sources of A-type and B-type uncertainties, the evaluation of the uncertainty in the abrasion resistance of shoe soles is conducted to enhance the reliability of the abrasion resistance results provided by the laboratory.

Keywords: sole abrasion resistance; uncertainty; uncertainty evaluation

前 言

在整鞋耐磨性能测试中，准确测量磨痕长度是评估鞋类产品耐磨性能的关键步骤。为确保测试结果的可靠性与一致性，本实验室严格依据GB/T 3903.2—2017《鞋类 整鞋试验方法 耐磨性能》进行测试，并对所有相关设备进行校准和维护。在此过程中，为了确保测量结果的科学性和准确性，本文对测量不确定度进行了详细的评估。测量不确定度的评定不仅是保证测试结果准确性的必要环节，也是在符合性验证、报告编制及认证要求时的重要依据。本文提供了对本实验室在使用耐磨试验机进行耐磨性能测试时测量不确定度的全面评估，包括A类和B类不确定度分量的来源与分析。具体而言，A类不确定度源于重复测量的变异，而B类不确定度则来源于设备校准、测量工具的精度及数值修约等因素。本文的目的在于通过对测量不确定度的全面分析，给出整鞋耐磨性能测试的准确测量结果，并提供相应的拓展标准不确定度。这不仅有助于提高测试数据的可信度，也为后续的测试工作和质量控制提供科学依据。

1 测试方法

在鞋底耐磨性测试中，首先要确定测试部位。对于单一材料的外底，在任意平整部位进行测试。若外底由多种材料组成，每种材料都需测试。测试前，试样应在室温下(本实验室常年控温在23℃±2℃)放置至少4小时，表面应平整且必要时打磨。试验过程中，将试样固定在试验机上，调整磨轮位置、施加压力、试验时间或转数以及转速。试验后，应在1小时内测量磨痕长度。取4次测量的平均值为实验结果。如遇磨轮杆接触样品、部位粘连或磨轮污染，应立即停止测试并进行清理[1]。

2 试验设备

主要检测设备：耐磨试验机(15265DA18、15266DA18、5379DA11、5378DA11、5446DA12、5447DA12、5448DA12)、数显游标卡尺(分辨率0.01 mm)。所有设备均在校准溯源期内，所有耐磨试验机的参数均符合GB/T 3903.2—2017 《鞋类 整鞋试验方法 耐磨性能》使用要求，且均基本一致。

3 测量模型的建立

根据GB/T 3903.2—2017 《鞋类 整鞋试验方法 耐磨性能》试验步骤，被测量的最佳估计值L为输入量Lij的线性函数，适用JJF 1059.1—2012公式(5)，故建立以下数学模型：

式中：Lij——第i组第j次单独测量测得磨痕长度的值，mm

Li——第i组测得磨痕长度的算数平均值，mm

L——耐磨性能实验结果磨痕长度，mm

4 测量不确定度来源分析

4.1 A类评定

耐磨性能重复测量引入的不确定度。

4.2 B类评定

试样的磨痕长度即耐磨性能测量值的B类不确定度大致有以下几种：

(1)耐磨试验机进行试验时，由耐磨试验机本身参数引入的不确定度;

(2)对磨痕进行测量时，由数显卡尺测量引入的不确定度;

(3)数值修约引入的不确定度。

5 耐磨性能磨痕估算值的测量不确定度分量的评定

5.1 A类评定

通过查阅集团lims系统，统计到2020—2022年本实验室对耐磨试验机用同一标准试样A进行期间核查的21组数据如表1。

本实验室对耐磨试验机的期间核查实质是用耐磨试验机对标准样按GB/T 3903.2—2017进行试验，即本次所收集样本的测量过程可以理解为采用GB/T 3903.2—2017的方法，对试验所得标准试样A的磨痕长度独立测量4次所得，本次样本一共进行了21次试验。所以实验方法GB/T 3903.2—2017的A类标准不确定度可以用实验标准差SLA表佂，适用JJF 1059.1—2012公式(10)(15)。

式中：

Lij——第i组第j次单独测量测得磨痕长度的值，mm

Li——第i组测得磨痕长度的算数平均值，mm

Si——第i组磨痕长度的标准偏差，n=4，mm

依据上述贝塞尔公式计算得到21组实验数据的标准偏差见表2和表3：

所以，

由于测量过程受控，适用JJF 1059.1—2012公式(16)，则由GB/T 3903.2—2017中每次试验测量4次磨痕长度可以确定被测量耐磨性能的A类标准不确定度为：

相对不确定度为：

5.2 B类评定

5.2.1耐磨试验机对试样进行试验时整个系统引入的不确定度

(1)根据校准证书，结合GB/T 3903.2—2017，耐磨试验机磨轮转速的极限误差为191±5(r/min)，采用B类方法评定，认为其呈均匀分布，所以置信因子k为，因此耐磨试验机磨轮转速引入的标准不确定度为：

相对不确定度为：

(2)根据校准证书，结合GB/T 3903.2—2017和实验室经验，磨耗时间的极限误差为20±0.1(min)，采用B类方法评定，认为其呈均匀分布，所以置信因子k为，因此磨耗时间引入的标准不确定度为：

相对不确定度为：

(3)根据校准证书，结合GB/T 3903.2—2017，压力的极限误差为4.9±0.1(N)，采用B类方法评定，认为其呈均匀分布，所以置信因子k为，因此压力引入的标准不确定度为：

相对不确定度为：

(4)根据校准证书，结合GB/T 3903.2—2017，磨轮厚度的极限误差为4±0.1(mm)，采用B类方法评定，认为其呈均匀分布，所以置信因子k为，因此磨轮厚度的标准不确定度为：

相对不确定度为：

(5)根据校准证书，结合GB/T 3903.2—2017，磨轮直径的极限误差为20±0.1(mm)，依据JJF 1059.2—2012，采用B类方

相对不确定度为：

此外，影响耐磨性能不确定度的因素还包括齿轮数、磨轮硬度和齿间粗糙度等。但由于此3种因素的修正值较小，根据《JJF1059.1—2012》中的4.1.3条款，可以不被考虑。因此，在耐磨试验机的测试精度评估中，主要需关注上述几个关键因素。由于耐磨试验机的参数运作独立，不涉及人工操作，人为误差的重复性亦无需纳入考量。

所以，由耐磨试验机参数在测试过程中引入的不确定度主要考虑以上5个因素，合成相对标准不确定度为：

5.2.2对磨痕进行测量时，由游标卡尺测量磨痕长度引入的不确定度

根据检定证书，结合所依s据检定规范JJG 30—2012，本实验室150mm的游标卡尺示值误差为150±0.02(mm)，采用B类方法评定，认为其呈矩形分布，所以置信因子k为，因此游标卡尺测量磨痕长度L引入的标准不确定度为：

相对不确定度为：

5.2.3数值修约引入的不确定度

根据GB/T 3903.2—2017，修约间隔为0.1mm，其所以半宽区间为0.05mm，采用B类方法评定，认为其呈矩形分布，所以置信因子k为，因此由数值修约引入的标准不确定度为：(mm)，相对不

确定度为：

综上所述：合成B类相对标准不确定度为：

6 合成标准不确定度评定

6.1 合成相对标准不确定度

由表4得出：

表4相对不确定度分量一览表

6.2 合成标准不确定度

7 拓展标准不确定度评定

取置信概率p=95%，包含因子k=2，则拓展不确定度为Ut=2*0.2=0.4(mm)。

8 耐磨性能测量不确定度报告

按GB/T 3903.2—2017进行试验，本实验室耐磨性能的不确定度报告如下：L=7.3±0.4(mm)，k=2

参考文献

[1] GB/T 3903.2—2017《鞋类 整鞋试验方法 耐磨性能》.

[2] JJF 1059.2—2012 《测量不确定度评定与标识》.