滚筒洗衣机洗净率测量不确定度分析.pdf

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1、测量不确定度1是指对测量结果的质量的定量评定。测量结果是否有效，在很大程度上取决于其不确定度的大小。因此，只有包含不确定度说明的测量结果才是完整和有意义的。ISO/IEC 17025:2005检测和校准实验室能力的通用要求中规定：校准实验室或进行自校准的检测实验室，对所有的校准和各种校准类型都应具有并应用评定测量不确定度的程序；检测实验室应具有并应用评定测量不确定度的程序。这里利用国家家用电器能效与安全质量监督检验中心洗衣机性能实验室的设备对某滚筒洗衣机的洗净率进行测试，并对其测量不确定度进行了A 类和 B 类评定，分析各不确定度来源。根据计算结果对影响洗衣机洗净率测量不确定度的因素进行讨论，

2、对提高测量的准确性有指导意义。1、测试方法及数学模型 滚筒洗衣机洗净率2是根据碳黑油污染布在洗前和洗后的反射率的比较，经计算得出 的。检测方法如下：首先，将实验环境下放置24h 后的标准洗涤物按照使用时间进行混合后称取，负载配比为1/3(4-60)h，1/3(61-120)h，1/3(121-180)h。然后测量污染布洗前反射率，并将污染布缝制到负载布规定的位置。将负载布按照标准规定的顺序依次放入测试洗衣机中，以额定电压供电，选择相应的洗涤程序（这里为自编程序），程序结束后将污染布从负载布上取下，熨干，测量污染布洗后反射率。试验共进行3 次，记录每次试验污染布洗前和洗后的反射率。最后根据测得的

3、数据进行计算，得到测试洗衣机的洗净率。洗衣机洗净率测量的数学模型为:（1）其中，DS滚筒洗衣机洗净率；RW污染布洗净后反射率；RS污染布洗净前反射率；R0原布反射率。2、测量不确定度因素来源分析 根据滚筒洗衣机洗净率测量的数学模型，结合试验过程中人员、环境、设备等的影响，得 出影响洗净率测量不确定度的主要因素如下：（1）重复性测量引入不确定度分量 u0，其中包括运行过程中污染布所处的位置等随机因素产生的偏差等。（2）白度计引起的不确定度分量 u1、u2、u3，即污染布洗净后反射率测量、洗净前反射率测量、原布反射率测量时，白度计本身示数带来的不确定度分量。（3）试验电源电压波动引起的不确定度分量

4、 u4，这里电压波动仅指在标准允许范围内，即额定电压1%范围内的波动带来的不确定度分量。（4）试验电源频率波动引起的不确定度分量 u5，这里频率波动仅指在标准允许范围内，即额定频率1Hz 范围内的波动带来的不确定度分量。（5）环境温度波动引起的不确定度分量 u6，环境温度波动仅指控制在标准允许范围 内，即 232内的波动带来的不确定度分量。（6）环境相对湿度波动引起的不确定度分量 u7，这里的环境相对湿度波动仅指在标准允许范围内，即 60%RH-70%RH 范围内的波动带来的不确定度分量，标准认为在这一范围内进行 试验测试所得到的数据均可接受；而根据经验 在可接受范围内的湿度波动对结果的影响并

5、不明显，其所带来的不确定度分量可忽略不计。3、测量不确定度评定 3.1 标准不确定度的 A 类评定 为了对试验中各种可能的随机因素产生的重复性误差带来的不确定度分量进行定量评定，进行了 6 次重复性试验，该滚筒洗衣机的洗净率试验数据如表 1 所示。从表 1 计算得到洗净率 Ds 的不确定度 A 类评定，计算公式为 （2）其传播系数为 c0=1。3.2 标准不确定度的 B 类评定实际测量进行 6 次，后面 5 次试验都是验证第一次试验的结果，因此针对第一次试验测试的结果进行不确定度的评定。该滚筒洗衣机试验用污染布的洗前、洗后反射率分别为：0.231、0.433，原布反射率为：0.863。下面根据

6、表 2 计算各分量对滚筒洗衣机洗净率不确定度 B 类评定的贡献。表 2 中，（3）（4）（5）结合表 1、2，可得该滚筒洗衣机洗净率的测量标准不确定度 uc(Ds)为：（6）在实际测试中，洗净率的可能值接近正态分布，可将包含因子取作 2，则该滚筒洗衣机洗净率测量结果的扩展不确定度 u(Ds)为：（7）因此，该滚筒洗衣机的洗净率最终结果可以表示为：4、结论 从不确定度的来源上看，首先试验在硬件条件可保证的时候，可以大大减小环境等因素带来的不确定度分量。在对洗衣机洗净率进行测量时，其数学模型中测量的基本量，即污染布的反射率是主要的不确定分量来源，对结果带来的不确定度影响较大。一方面，污染布的反射率是白度计不确定度分量的反映，受其精度的影响；另一方面，由于需要分别测量洗涤前和洗涤后的反射率，以及原布反射率。考虑测量的随机性，可能出现洗涤前测量值靠近所考虑的不确定度范围的下限，洗涤后测量值靠近所考虑的不确定范围的上限，同时原布反射率测量值靠近所考虑的不确定度范围的上限，这些都增加了测量的不确定度，从而也影响了最终数据的质量。检测结果表明，这三次测量并不是完全独立的，若进一步考虑三次测量之间的相关性，其带来的不确定度分量可能更大。综上所述，保证试验环境条件，控制各个基本量测量，特别是注意反射率测量的准确性和改进反射率测量的方法和技术，是得到较好的洗衣机洗净率测量数据的关键。