塑料薄膜和薄片摩擦系数测定仪校准规范.docx

塑料薄膜和薄片摩擦系数测定仪校准规范1范围本规范规定了采用测定平面法的摩擦系数测定仪的校准。本规范适用于最大厚度为O.5mm的非粘性塑料薄膜和薄片摩擦系数测定仪（以下简称摩擦系数测定仪）的校准，其他使用相同原理测定摩擦系数的试验仪器可以参照本规范进行校准。2引用文件本规范引用了下列文件：GB/T10006-2021塑料薄膜和薄片摩擦系数的测定GB/T22895-2008纸和纸板静态和动态摩擦系数的测定平面法凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。3术语3.1静摩擦力staticfrictionforce相互接触的两个物体相对静止，当存在着相对运动趋势时接触面之间产生阻碍运动的力。3.2静摩擦系数coefficientofstaticfriction最大静摩擦力与正压力的比值。3.3动摩擦力dynamicfrictionforce两物体产生相对滑动时产生的摩擦力。3.4动摩擦系数coefficientofdynamicfriction相互接触的两个物体做相对运动时摩擦力和正压力之间的比值。4概述擦系数测定仪是测量塑料薄膜和薄片滑动时的静摩擦系数和动摩擦系数的仪器。利用已知质量滑块施加垂直压力，测试非粘性塑料薄膜和薄片在相对静止到相对滑动过程中的摩擦力值，即静摩擦力和动摩擦力，再通过自带软件计算出静摩擦系数和动摩擦系数。摩擦系数测定仪结构见图1：图1塑料薄膜和薄片摩擦系数测定仪结构示意图I-滑块；2-试样；3-活动平台；4传感器；5-加固板；6-弹簧；7-双面胶带：8-毛毡。5计量特性1.1 摩擦系数测定仪滑块质量示值误差不超过±2gO1.2 摩擦系数测定仪静摩擦系数相对误差不超过±2.5%。1.3 摩擦系数测定仪动摩擦系数相对误差不超过±2.5机5. 4滑块移动速度示值误差不超过土10mmmino6校准条件5.1 环境条件6. 1.1室温应在（1535）范围内，湿度在（20%70%）RH06. 1.2应在无振动、无腐蚀、无电磁干扰的条件下进行校准。6.2测量标准及其他设备测量标准及其他设备应符合表1的要求。表1测量标准及其他设备序号测量标准名称技术要求校准项目1天平错误!级滑块质量2秒表MPE:±0.5sd滑块移动速度3游标卡尺MPE:±0.03mm滑块移动速度4标准测力仪0.5级静摩擦系数和动摩擦系数5定位支架和Z轴高精度微调平台（或称定位调整装置）Z轴：±0.0Imm静摩擦系数和动摩擦系数6框式水平仪分度值：0.02mmm/7校准项目和方法7. 1外观检查7 .1.1摩擦系数测定仪应有名称、型号、规格、制造厂名、出厂编号等标识。应附有操作使用说明书或其他技术资料，包含测定仪的技术指标及参数。8 .1.2摩擦系数测定仪各部件表面应光滑，无明显划痕、裂纹、锈蚀、滑动部位（如滑轮）无毛刺和损伤，没有影响摩擦系数测定仪正常使用或明显影响外观质量的缺陷。7. 1.3滑块应具有Mem,面积的正方形底面，边长应为63mm,滑块质量应为20Og时，产生的法向力值为1.96No7.2 滑块质量示值误差使用天平测量滑块质量3次，取其平均值作为质量测量值。滑块质量示值误差按照公式(1)计算。Am=M-M(1)式中：加一滑块质量的示值误差，g;M一滑块质量标称值，g；而一滑块测量3次的平均值，g.7.3 静摩擦系数相对误差调整摩擦系数测定仪四角使平台处于水平位置，用分度值002mm框式水平仪在平台水平和垂直两个方向调整，使水平泡居中。启动摩擦系数测定仪，开始对同一批试验样品在短时间内分别三次测得翰摩擦系数平均值将非导磁材料制成的定位支架和Z轴高精度精密微调平台(见图2)固定在摩擦系数测力仪上并进行微调，与测力装置保持同一水平位置。图2定位支架和Z轴高精度微调平台结构示意图-Z轴高精度精密微调平台：2-微调手柄；3-微调锁紧：4-定位支架：5-定位钉。将标准测力仪连接到滑块组件上，启动摩擦系数测定仪，在滑块从相对静止到相对滑动时，在短时间内对同一批试验样品分别三次测试得出拉力值平均值1,按公式(2)计算得静摩擦系数成。(2)式中：点一标准测力仪测得静摩擦系数；E标准测力仪测得滑块从相对静止到相对滑动时拉力峰值的平均值。静摩擦系数的相对误差按公式（3）计算：,二忙4x100%（3）M,式中：静摩擦系数相对误差；7摩擦系数测定仪测得静摩擦系数平均值。7.4动摩擦系数相对误差将同一批试验样品按设定速度100nllnmin（或按实际工作速度）滑动，摩擦系数测定仪分别三次测得动摩擦系数平均值Z“。再将标准测力仪连接到滑块组件上，分别三次测得拉力平均值不”，按公式（4）计算得动摩擦系数丁。=旦（4）Mg式中：点标准测力仪测得动摩擦系数；Fd标准测力仪测得拉力平均值。动摩擦系数的相对误差按公式（5）计算：.二二"XIoO%（5）从式中：&ti动摩擦系数相对误差；"摩擦系数测定仪测得动摩擦系数平均值。7.5滑块的移动速度示值误差在设定的滑块移动速度范围内，以常用的试验速度为校准点，选择Inlirl的滑块移动距离，每个速度点测3次，滑块移动速度示值误差按公式（6）计算:v=v-v=v-=（6）式中：v滑块移动速度示值误差，mm/min；v摩擦系数测定仪设定滑块移动速度值，mm/min；V3次试验测得算术平均值，mm/min1.滑块移动距离3次测量的平均值，mm；T滑块移动3次测量的时间平均值，min08校准结果的处理8.1校准记录校准记录格式见附录A。8.2 校准证书校准后应出具校准证书，校准证书格式参见附录B,校准证书至少包括以下信息：a）标题：“校准证书”；b）实验室名称和地址；c）进行校准的地点（如果不在实验室内进行校准）；d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e）送校单位的名称和地址；f）被校对象的描述和明确标识；g）进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接受日期；h）校准所依据的技术规范的标识，包括名称和代号；i）校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；j）校准环境的描述；k）测量结果和测量不确定度以及外观、功能检查结果的说明；1）对校准规范的偏离的说明；m）校准证书签发人的签名或等效标识，以及签发日期；n）校准结果仅对被校对象有效的声明；0）未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明；P）必要时，对校准结果的意见或解释，或者是有关被校对象的使用指南等。8.3 校准结果测量不确定度评定校准结果测量不确定度按JJFlo59.1评定，摩擦系数测定仪校准结果不确定度评定示例见附录C。9复校时间间隔由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。建议复校时间间隔为一年。附录A摩擦系数测定仪校准原始记录格式（参考格式）送校单位单位地址仪器名称型号/规格制造厂出厂编号校准主标准器器具名称测量范围规格型号器具编号不确定度/准确度等级/最大允许误差有效期至校2隹依据温度湿度校准日期校准人员核验人员一、基本信息记录编号:二、校准项目和校准结果1外观检查口符合要求口不符合要求2滑块质量标称值g实测ft/g示值误差/g123平均值3静摩擦力系数序号力实测值/N静摩擦系数实测值静摩擦系数示值静摩擦力系数相对误差/%1234动摩擦力系数序号力实测值/N动摩擦系数实测值动摩擦系数示值动摩擦力系数相对误差/%1235滑块移动速度示值误差设定速度mm/min移动距离mm实测值mm/min误差mm/min123平均值移动出!间(s)123平均值6校准结果测量扩展不确定度滑块质量示值误差扩展不确定度：静摩擦系数相对误差扩展不确定度：滑块移动速度示值误差扩展不确定度：备注附录B校准证书内页格式（推荐）证书编号：XXXXXXX-XXXXXXXX校准机构授权说明校准环境条件及地点温度地点湿度%其他标准器具器具名称规格型号测量范围器具编号不确定度/准确度等级/最大允许误差有效期至序号校准项目误差校准值不确定度U（A=2）1外观检查2滑块质量3静摩擦系数（）4动摩擦系数（）5滑块的移动速度第X页，共X页附录C测量不确定度评定示例C.1摩擦系数测定仪的滑块质量示值误差不确定度评定C.1.1概述C.1.1.1校准条件：室温应在（1535）C范围内，湿度（20%70%）RH0C.1.1.2测量原理由电子天平对摩擦系数测定仪的滑块组件进行10次测量，取其平均值作为标准值，并计算滑块质量示值误差。C.1.2测量模型Am=M-M（C-1）式中：An滑块质量示值误差，g；M滑块质量标称值，g；M滑块测量3次的平均值，g。C.1.3滑块质量示值误差不确定度评定C.1.3.1由电子天平测量重复性引起的标准不确定度（而J由电子天平对测定仪滑块组件进行10次重复性测量,示值分别为200.508g,200.508g、200.509g、200.508g、200.509g、200.510g、200.509g、200.508g、200.509g、200.509g,采用A类方法进行评定。_1IOx=LZW=200.5087g10i=单次实验标准差：=0.00067gn-实际工作中以3次测量的平均值作为校准结果，故重复性引入的标准不确定度:U(M)=I= 0.38x10%C.1.3.2由电子天平引起的不确定度（Mz）的评定电子天平分度值为0.001g,则认为其均匀分布，可用B类评定其标准不确定度:m(2)=0.2910-3&23C.1.4合成标准不确定度评定输入量(MJ(而2)彼此独立不相关，则合成标准不确定度：、w(m)=7w()2+w()2=0.47x10%C.1.5扩展不确定度的评定取包含因子=2,扩展不确度为：U(AnI)=%(m)=0.94×10-3lgC.2摩擦系数测定仪的静摩擦系数相对误差不确定度评定C.2.1概述C.2.1.1校准条件：室温应在(1535)C范围内，湿度(20%70%)RH0C.2.1.2测量方法摩擦系数测定仪对同一批试验样品在短时间内分别三次测得静摩擦系数平均值“。将标准测力仪连接到滑块组件上，启动摩擦系数测定仪，在滑块从相对静止到相对滑动时，在短时间内对同一批试验样品分别三次测试得出拉力值平均值按公式(2)计算得静摩擦系数点。0.2.2测量模型=从二"XlO0%=('*-DXl(X)%(C-2)氏FS式中：巴一静摩擦系数相对误差；一由摩擦系数测定仪数据得到的静摩擦系数；高一由标准测力仪数据得到的静摩擦系数；又一标准测力仪测得滑块从相对静止到相对滑动时拉力峰值的平均值；M一滑块质量平均值；g当地重力加速度。C.2.3静摩擦系数相对误差不确定度评定标准不确定度来源包括：摩擦系数测定仪测量重复性引入的标准不确定度分量内、标准测力仪测量重复性引入的标准不确定度分量2、标准测力仪准确度等级引入的标准不确定度分量/、滑块质量示值误差引入的标准不确定度分量均。当地重力加速度引入的不确定度分量太小，因此可忽略不计。C.2.3.1摩擦系数测定仪测量重复性引入的标准不确定度多在相同的测量条件下，重复性测量10次，摩擦系数测定仪示值分别为：0.5252、0.5186>0.5222、0.5201、0.5201、0.5201、0.523705217、0.5186>0.5166o采用A类方法进行评定。因此，经计算得，摩擦系数测定仪算术平均值为：=0.5207单次实验标准差:实际工作中以3次测量的平均值作为校准结果，故实测值静摩擦系数引入的标准不确定度：=1.482x10-3C.2.3.2由标准测力仪引入的不确定度的标准测力仪引起的不确定度来源是由标准测力仪测量重复性引入的标准不确定度切和标准测力仪准确度等级引入的标准不确定度分量的2。C.2.3.2.1标准测力仪测量重复性引入的标准不确定度的根据在相同的测量条件下，标准测力仪重复性测量10次，示值分别是：1.032、LOl9、LO26、LO22、LO22、LO22、1.029、1.025、1.019、1.015（单位：N）。采用A类方法进行评定。经计算得，标准测力仪算术平均值为：_1*x=-Yxi=.023No,单次实验标准差:实际工作中以3次测量的平均值作为校准结果，故标准测力仪测量重复性引入的标准不确定度 21M21=-y=2.9×10-3VC.2.3.2.2由标准测力仪准确度等级引入的不确定度22由标准测力仪检定证书可知其准确度等级为05级，采用B类方法进行评定，按均匀分布考虑，取L=G则0.5线023N=2.9xK)”故由标准测力仪引入的不确定度小为:w2=yu2+m222=4.1×IO-3TVC.2.3.3由静摩擦系数测定仪滑块组件质量引起的不确定度与“3=0.47x10%C.2.4合成标准不确定度评定C.2.4.1灵敏系数a（）= 191。（从）= -IiSdg = 一 0.97Ni阪) F/丝)二仁g (M) - Fs= 4.97 依 TC.2.4.2各不确定度分量汇总，如下表:不确定度来源标准不确定度灵敏系数q输出量标准不确定度分量上闻%摩擦系数测定仪测量重复性引入的不确定度1.482X1031.912.83X103U2标准测力仪引入的不确定度4.10×10'3N-0.97Nl3.98×IO33滑块质量允差0.47X106kg4.97kg12.34XlOF（可忽略不计）C.2.4.3合成标准不确定度W(M)=(c,m1)2+(C2M2)2÷(C3M3)2=0.48%C.2.4扩展不确定度评定取包含因子2=2,扩展不确度为：U（AM=h（"）=2×0.48%=0.96%C.3摩擦系数测定仪的滑块移动速度示值误差不确定度评定C.3.1概述C.3.1.1校准条件：室温应在（1535）"C范围内，湿度（20%70%）RH0C.3.1.2测量方法在设置滑块移动速度的范围内，选择常用的试验速度为校准点，移动距离选择Imin的滑块移动距离。C.3.2测量模型-v=V-V=V-=（C-2）式中：Au一滑块移动速度示值误差，mm/min；-摩擦系数测定仪设定滑块移动速度值，nim/min；Z一滑块移动距离平均值，mmo不一滑块移动3次测量的时间平均值，minoC.3.3滑块移动速度示值误差不确定度评定标准不确定度来源包括：游标卡尺测量重复性引入的标准不确定度分量（1）、游标卡尺最大允许误差引入的标准不确定度分量（乙）、电子秒表测量重复性引入的标准不确定度分量（Z）、电子秒表最大允许误差引入的标准不确定度分量（笈）OC.3.3.1游标卡尺测量重复性引入的标准不确定度（乙）对滑块InIin移动距离进行3次测量，得到数据：99.65mm、99.60mm、99.60mm,采用极差法进行评定：=0.017?"?C.3.3.2游标卡尺最大允许误差引入的标准不确定度分量（区）游标卡尺最大允许误差为±003mm,采用B类方法评定，按均匀分布考虑，取«(£?)=箸mm=0.0174mm故由游标卡尺引入的不确定度（厂卜(L)=G(Ll)+(L2)=0.024mmC.3.3.3电子秒表测量重复性引入的标准不确定度（元）的评定对滑块Imin移动时间进行3次测量，得到数据：60.5s、60.5s、60.Os,采用极差法进行评定:(玉)=-=0.1Is'J33CnC.3.3.4电子秒表最大允许误差引入的标准不确定度（元）的评定电子秒表最大允许误差为±0.07s10min,采用B类方法评定，按均匀分布考虑，取故由电子秒表引入的不确定度w（）:w(F)=J(可+(可=0.175=2.83×103minC.3.4合成标准不确定度评定3(二) (L)=-i =-0.02 min 1TC.3.4.1灵敏系数="三)=0.03mm/min2d(T)T2C.3.4.2各不确定度分量汇总，如下表:%不确定度来源标准不确定度灵敏系数q输出量标准不确定度分量卜闻m()游标卡尺引入的不确定度测量重复性引入的标准不确定度闾0.024mm0.017mm0.02min14.8×10,mmmin最大允许误差引入的标准不确定度叫0.0174mmu(T)秒表引入的不确定度测量重复性引入的标准不确定度G)2.83x101min0.17s0.03mmmin0.85×10,mmmin最大允许误差引入的标准不确定度0.04sC.3.4.3合成标准不确定度”，w(c)=(c1u(L)2+(c2w(T)2=4.87X104zn/minC.3.5扩展不确定度评定取包含因子Z=2,扩展不确度为：U(c)=kw(c)=2×4.87XO4mrn/min=9.74X04nm/min