JJF（紡織）096─2021JJF(紡織)096─2021振弦式纖維細度儀校準規(guī)范CalibrationSpecificationforVibratingFiberFinenessMeters(征求意見稿）201X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實施中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布JJF（紡織）091-2020JJF（JJF（紡織）096-2021振弦式纖維細度儀校準規(guī)范CalibrationSpecificationforVibratingFiberFinenessMeters歸口單位：中國紡織工業(yè)聯(lián)合會起草單位：本規(guī)范委托全國紡織計量技術委員會負責解釋JJF（紡織）XXX-2018II引言本規(guī)范依據(jù)JJF1071-2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1001-2011《通用計量術語及定義》和JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》規(guī)定的規(guī)則編制。本規(guī)范的部分技術指標參數(shù)參考了GB/T16256-2008《紡織纖維線密度試驗方法振動儀法》、GB/T14335-2008《化學纖維短纖維線密度試驗方法》的相關內(nèi)容。本規(guī)范為首次制定。振弦式纖維細度儀校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于振弦式纖維細度儀（以下簡稱細度儀）的校準。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件：JJF1071—2010國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。3概述振弦式纖維細度儀采用弦振動原理，測量在一定振動弦長度和張力下的纖維固有振動頻率，由弦振動公式自動計算單根纖維線密度，只適用于單根均勻圓型纖維線密度的測量。儀器的結構原理示意圖見圖1。單根纖維上端夾持器固定，下端懸掛張力鉗，夾持器、上下刀口三者位置錯開，使得在張力作用下，單根纖維與上下刀口同時觸靠，上下刀口之間纖維長度為振弦長度，由上刀口給單根纖維激發(fā)自激振蕩。由于上下刀口纖維長度為固定值且張力鉗重量已知，故只要測量纖維固有振蕩頻率，就可自動計算出單根纖維線密度。圖1振弦式纖維細度儀的結構原理示意圖4計量特性4.1張力鉗重量：（0.2～5）cN，允差±0.5%；4.2振弦長度：（20.0±0.1）mm；4.3振蕩頻率：（0.2～20）kHz，允差±0.5%；4.4線密度示值：（0.5～50）dtex，允差±2%注：1dtex=10-7kg/m5校準條件5.1環(huán)境條件5.1.1溫度：(20±10)℃；5.1.2相對濕度：≤80%；5.1.3其他條件：環(huán)境清潔，無強電磁干擾，置于無機械振動穩(wěn)固水平平臺。5.2測量標準及其他設備測量標準及其他設備見表1。表1測量標準及其他設備序號標準器名稱規(guī)格或量程不確定度、準確度等級或最大允許誤差數(shù)量1電子天平d=0.1mgeq\o\ac(○,Ⅰ)級12游標卡尺150mmMPE：±0.03mm13頻率計（20～20k）Hz0.1級14萬用表（0.1～200）Ω0.5級15兆歐表（0～500）MΩ10級16校準項目和校準方法6.1校準前檢查6.1.1外觀檢查細度儀應裝有銘牌，銘牌上須標明型號、規(guī)格、制造廠、出廠編號等信息。檢查夾持器夾頭膠墊無破損，夾持可靠。纖維振弦檢測腔空間應清潔并留有足夠余量。6.1.2電氣安全檢查檢查細度儀電源線及接插件無斷裂破損現(xiàn)象。將電源線和電網(wǎng)脫開，細度儀電源開關處于閉合狀態(tài)，用兆歐表測量電源線相線和細度儀機殼金屬部分之間的絕緣電阻應≥5MΩ；用萬用表電阻檔測電源接地線與細度儀機殼金屬部分之間的電阻應≤0.5Ω。6.1.3功能檢查細度儀各功能鍵按鈕正常，各儀表顯示清晰、控制正常。張力值撥盤設置靈活可靠，指示清晰。如細度儀有校準撥盤，也應靈活可靠，指示清晰。纖維下端加張力鉗后自由懸掛在上夾持器上，纖維應與上下刀口均觸靠。6.2校準項目校準項目見表2。表2校準項目一覽表序號項目名稱計量特性條款校準方法條款1張力鉗重量2振弦長度3振蕩頻率4線密度示值6.3校準方法6.3.1張力鉗重量用電子天平依次稱取張力鉗質量，每個張力鉗重復測量兩次取平均值，根據(jù)當?shù)刂亓铀俣戎缔D化為重量值。6.3.2振弦長度細度儀懸掛單根纖維處于待測狀態(tài)，纖維與儀器上下兩刀口接觸，用游標卡尺量爪量取兩刀口與纖維接觸點處之間的直線距離，連續(xù)測量兩次，取平均值。6.3.3振蕩頻率將頻率計輸入端與細度儀振蕩頻率信號輸出口連接，細度儀懸掛待測纖維，產(chǎn)生自激振蕩，待頻率穩(wěn)定后讀取并記錄頻率計及細度儀頻率示值，連續(xù)測量兩次，取平均值。通過更換不同纖維或不同重量的張力鉗來改變細度儀振蕩頻率示值，重復以上步驟，獲得至少3組不同頻率的數(shù)據(jù)。如有可能，其最高與最低頻率數(shù)據(jù)跨度最好一倍以上。6.3.4線密度示值通過測量檢驗標準規(guī)定的預加張力的待測纖維，將實測出的頻率、張力鉗重量、振弦長度值代入振弦公式（1）計算，結果與細度儀顯示的值比較，如果相對偏差＞2%，應按比例調(diào)整細度儀的校準撥盤k值。式中：T—張力鉗重量，NL—振弦長度，mf—諧振頻率，Hzρ—線密度，kg/m7校準結果表達7.1校準記錄校準記錄應詳盡記錄測量數(shù)據(jù)和計算結果。推薦的校準記錄格式見附錄A。7.2校準證書經(jīng)校準的細度儀應出具校準證書，校準結果應在校準證書上反映，校準證書包括的信息應符合JJF1071—2010中5.12的要求，推薦的校準證書內(nèi)頁格式見附錄B。7.3不確定度校準證書應給出各校準項目的擴展不確定度，評定示例見附錄C。8復校時間間隔在定期進行期間核查的條件下，建議復校時間間隔一般不超過1年。注：由于復校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質量等諸因素所決定的，因此，送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復校時間間隔。PAGE8JJF（紡織）056-2012附錄A振弦式纖維細度儀校準記錄表使用單位協(xié)議編號樣品名稱型號規(guī)格設備編號制造廠出廠編號備注主要標準器名稱型號規(guī)格儀器號技術特征證書編號有效期電子天平d=0.1mg98450eq\o\ac(○,Ⅰ)級(MLY)F1/20-00113頻率計（20～20k）HzC1728318550.1級(MLY)D6/20-00336技術依據(jù)JJF（紡織）096-2021振弦式纖維細度儀校準規(guī)范環(huán)境條件溫度：℃；相對濕度：％；地點校檢項目參考要求標稱值/顯示值標準器實測值擴展不確定度（k=2）12平均張力鉗重量±0.5%振弦長度（mm）20.0±0.1振蕩頻率f（Hz）±0.5%樣品測試振蕩頻率f（Hz）±0.5%線密度ρ(dtex)±2%測試條件張力撥盤設置值（cN）：校準撥盤k值：證書編號校檢校檢日期校核校核日期附錄B振弦式纖維細度儀校準證書（內(nèi)頁）參考格式校準結果證書編號：協(xié)議編號：第×頁，共×頁校準項目標稱值/顯示值實測值擴展不確定度（k=2）張力鉗重量（cN）振弦長度（mm）振蕩頻率（Hz）線密度（dtex）以下空白

附錄C振弦式纖維細度儀測量結果的不確定度評定示例C.1張力鉗質量測量結果的不確定度的評定C.1.1概述環(huán)境條件：（20±10）℃。測量標準器：電子天平，量程110g，分度值0.1mg。測量過程：以測量標稱值為0.5cN的張力鉗為例，天平調(diào)水平置零后，稱量張力鉗質量，穩(wěn)定后讀數(shù)，重復稱量兩次取平均值。C.1.2測量模型式中：—張力鉗質量，g；—電子天平稱量示值平均值，g。C.1.3不確定度來源和不確定度分量評定1.由測量重復性引入的標準不確定度天平調(diào)水平置零后，稱量標稱值為0.5cN張力鉗質量，穩(wěn)定后讀數(shù)，在重復性條件下，連續(xù)測量10次，得到以下數(shù)據(jù)（單位：g）：0.5102，0.5102，0.5103，0.5102，0.5102，0.5102，0.5102，0.5102，0.5101，0.5102根據(jù)貝塞爾公式，我們計算可得：s=0.000047實際測量過程為取兩次測量平均值作為測量結果，0.000033（g）2.由電子天平示值誤差引入的標準不確定度采用B類方法評定，稱量點處天平最大允差是±5d，假設為均勻分布，則3.電子天平分辨力量化誤差引起的標準不確定度分辨力為0.0001g，量化誤差分布在半寬為0.00005的區(qū)間內(nèi)，屬均勻分布，即包含因子，故引入的標準不確定度為：C.1.4合成標準不確定度標準不確定度一覽表見表C1。表C1標準不確定度一覽表項目符號來源類別分布數(shù)值（g）備注測量重復性A正態(tài)0.000033電子天平誤差B均勻0.00029電子天平量化誤差B均勻0.000029計算合成標準不確定度：C.1.5擴展不確定度取k=2，則由此得到張力鉗質量的測量結果的擴展不確定度為U=0.6mg，k=2。C.2振弦長度測量結果的不確定度的評定C.2.1概述環(huán)境條件：(20±10)℃。測量標準器：數(shù)顯游標卡尺，規(guī)格150mm，分辨力0.01mm。測量過程：用游標卡尺的量爪直接測量上下刀口與纖維接觸點之間的直線距離，重復測量兩次，取平均值。C.2.2測量模型式中：—振弦長度；—游標卡尺實測平均值；C.2.3不確定度來源和不確定度分量評定1.由測量重復性引入的標準不確定度用游標卡尺的直接測量細度儀上下刀口接觸點的直線長度，在重復性條件下，連續(xù)測量10次，得到以下數(shù)據(jù)（單位：mm）：20.0120.0420.0220.0620.1020.0820.0420.0320.0720.05根據(jù)貝塞爾公式，我們計算可得：S=0.028實際測量過程為取兩次測量平均值作為測量結果，0.020（mm）2.由游標卡尺示值誤差引入的標準不確定度采用B類方法評定，150mm游標卡尺的最大允差是±0.03mm，假設為均勻分布，則數(shù)顯卡尺分辨力為0.01mm，引入的不確定度分量包含于重復性測量中，且遠小于重復性測量的標準偏差，不再重復考慮，另外實驗室條件下因溫度變化引起尺寸變化的影響帶來不確定度分量為微小量，在此也忽略不計。C.2.4合成標準不確定度標準不確定度一覽表見表C2。表C2標準不確定度一覽表項目符號來源類別分布數(shù)值（mm）備注測量重復性A正態(tài)0.020卡尺示值誤差B均勻0.017計算合成標準不確定度：C.2.5擴展不確定度取k=2，則（mm），取U=0.06mm。由此得到振弦長度的測量結果的擴展不確定度為U=0.06mm，k=2。C.3線密度測量結果的不確定度的評定C.3.1概述環(huán)境條件：（20±10）℃。測量標準器：0.1級頻率計，d=0.1Hz。測量過程：將細度儀頻率輸出信號接入頻率計，細度儀懸掛纖維樣品，預加張力鉗標稱值0.5cN，正常測量狀態(tài)下，讀取頻率計的示值。C.3.2測量模型若纖維的直徑與長度比值很小，由振弦理論，線密度ρ理論值為：式中：T—預加張力l—振弦長度f—諧振頻率ρ—線密度由于各輸入量之間各不相關，合成標準不確定度轉換為相對標準不確定度形式計算公式為：（C1）式中：urel（ρ）—纖維線密度的相對標準不確定度urel（T）—張力測量的相對標準不確定度urel（l）—振弦長度測量的相對標準不確定度urel（f）—頻率測量的相對標準不確定度c1、c2、c3—靈敏度系數(shù)，此處c1=1，c2=-2，c3=-2C.3.3標準不確定度分量評定1.由張力鉗重量測量引入的相對標準不確定度不考慮