新型电测器的现场测试及数据分析

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2008年10月17日，中国纤维检验局组织并主持了《温湿度对棉花回潮率测量影响研究及新型电测器研制》项目的专家评审会，并在会前的10月15日至10月16日组织专家现场测试组对该仪器进行了全面测试。测试目的是通过新型电测器与GB/T 9995―1997《纺织材料含水率和回潮率的测定》试验方法的对比，验证依据该项目理论成果设计的新型电测器的主要性能。

1测试内容

1.1新型电测器的主要技术指标

1.1.1回潮率测量

1）测量范围:3.0%～13.0%。

2）测量允差：3.0%～6.0%:±0.2%；6.1%～11.0%:±0.1%；11.1%～13.0%:0.2%。

3）分辨率3.0%～6.0%:0.02%；6.1%～11.0%:0.01%；11.1%～13.0%:0.02%。

1.1.2温度测量

1）范围：-30℃～+50℃。

2）测量允差：-30℃～-10℃：±2℃；-9℃～+50℃：±1℃。

3）回潮率温度修正范围：-30℃～+50℃。

4）环境适应性：工作环境温度在-30℃～+50℃。试样回潮率≤5%时，环境相对湿度应≤30%；试样回潮率在5%～7%之间时，环境相对湿度应≤65%；试样回潮率在7%～13%之间时，环境相对湿度应≤90%。

5）测量电压:（90±1）V。

6）测水传感器极板面积：235L×100L。

7）极板材料：不锈钢。

8）极板压力：（735±30）N。

9）试样质量：（50±5）g。

1.2棉样的现场验证比对。

2现场试验的温度

低温-22℃，常温20℃，高温38℃。

3数据汇总及分析

对所测32个棉样的回潮率比对数据进行汇总及统计分析。

3.1成对数据对比t检验

成对数据对比t检验见表1。

32对成对数据，电测器测试结果与烘箱测试结果，回潮率平均差值为0.026%。查t临界值表，当显著性水平为5%，t 0.05（31）=2.040，t =1.1247＜t 0.05（31），说明检验结果无显著差异，即两种仪器测试结果无显著差异。

3.2测试精度比较

为了比较两种仪器的测试精度，采用3种方法：

（1）方差的F检验

新型电测器的平均方差Sd2=0.0470，烘箱的平均方差Sk2=0.0467，统计量F=1.0057，临界值F0.025（31，31）=2，所以两种仪器检验结果方差齐性。

（2）重复性r值

电测器重复性r值为0.613%，烘箱的重复性r值是0.612%，两者相同，说明两者方法的重复性精密度相等。

（3）测量不确定度比较

电测器的测量不确定度与烘箱的测量不确定度都等于0.038%。

以上比较说明两者仪器测量结果的精度相等。

3.3双因素方差分析

为了进一步比较两者仪器测试结果是否存在差异，又将试验数据进行双因素方差分析，见表2、表3、表4。双因素方差分析中，因素A为仪器（新型电测器和烘箱）；因素B为回潮率，2个水平。

表中方差来源：仪器表示两种仪器不同引起的方差，回潮率表示由于回潮率不同引起的方差，ab表示由于两种因素交互作用引起的方差。

由于仪器的统计量F=0.0838，临界值F0.05（1，12）=4.75，由于F=0.0838

同样，常温试验结果表明：两种仪器测试结果无显著差异；交互作用结果的影响也无显著差异；回潮率因素的影响差异非常显著。

同样，高温试验结果，两种仪器测试结果无显著差异；交互作用的影响也无显著差异；回潮率因素的影响差异非常显著。

这3个情况的方差分析都表明：两种仪器测试结果都无显著差异；仪器与回潮率交互作用的影响也都不显著；而回潮率这个因素的影响非常显著，这是完全正常的，因为回潮率这个因素采用了7%和9%两个水平。

3.4相关性分析

电测器与烘箱两组测试结果的相关系数r=0.9931。查相关系数临界值表，当自由度n-2=30，α=0.05时，临界值为0.3494，因为r=0.9931>0.3494，所以电测器与烘箱的检验结果高度相关。

4结论

通过在不同温度下对32个棉花试样的新型电测器与Y802N烘箱的比对测试，得出结论：

1)新型电测器与Y802N烘箱平均值差异为0.026%。

2)为了检验两组仪器测试结果是否存在差异，采用了成对数据对比的t检验和双因素方差分析的方法进行。两种方法检验的结果都表明：两种仪器测试结果无显著差异。

3)为了比较两种仪器检验结果的精度，采用了：①两组检验方差的F检验；②重复性r值的比较；③测量不确定度的比较等三种方法进行比较。比较结果表明：两种仪器测试结果等方差；两组仪器测试结果重复性r值相等；两种仪器测量不确定度相等。

4)由于现场测试安排了低温、常温和高温三种不同的温度进行试验，所以以上现场测试结论表明：新型电测器所使用的该项目的理论成果:“在90V直流单一测量电压下棉花回潮率与电学性能之间的数学模型”及电测回潮率的温度修正模型准确、可信。同时，通过对产品技术参数的现场测试，各项技术指标都达到了要求。

（作者单位：何永政，胡春雷：中国纤维检验局；仲学宪：陕西省纤维检验局）