Nghiên cứu ứng dụng phương pháp đánh giá độ bền nổ của vải theo tiêu chuẩn ISO 13938 1

Để phục vụ và đáp ứng nhu cầu này, chúng tôi đã chọn đề tài “Đánh giá và ứng dụng phương pháp thử ISO 13938-1 trong phân tích độ bền nổ của vải dùng phương pháp thuỷ lực trong điều kiện

TẬP ĐOÀN DỆT MAY VIỆT NAM

VIỆN DỆT MAY PHÂN VIỆN DỆT MAY

_*** _

BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN NỔ CỦA VẢI THEO TIÊU CHUẨN ISO 13938-1

ĐỀ TÀI: Mã số23.11 RD/HĐ-KHCN

Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Văn Chất

TP HỒ CHÍ MINH – THÁNG 12 NĂM 2011

1/ Cơ quan chủ trì:

Phân Viện Dệt-May Tại Thành phố Hồ Chí Minh

Địa chỉ : 345/128A Trần Hưng Đạo, Quận 1, Tp HCM

2/ Tên đề tài:

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp đánh giá độ bền nổ của vải theo tiêu chuẩn ISO 13938-1.

Thực hiện theo hợp đồng KHCN số 23.11 RD/HD-KHCN ký ngày 10 tháng 03 năm 2011 giữa Bộ

công thương và Phân Viện Dệt May tại TP.Hồ Chí Minh

4/ Cán bộ phối hợp nghiên cứu đề tài:

1 Lê Đại Hưng Kỹ sư điện – điện tử Phân Viện Dệt May

2 Nguyễn Thanh Tuyến Kỹ sư cơ khí dệt Phân Viện Dệt May

3 Lương Công Kiều ThS Dệt Trung Tâm Giám Định Dệt May

5/ TP Hồ Chí Minh – Tháng 12 năm 2011

LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình hội nhập nền kinh tế thế giới, để tồn tại và phát triển, ngành dệt may Việt Nam cầnnâng cao chất lượng, tăng tính cạnh tranh của sản phẩm bằng cách đầu tư công nghệ và thiết bị mới,

định hướng là tăng tỷ lệ nội địa hóa trên chính sản phẩm xuất khẩu của mình Do đó bên cạnh kiểu

dáng, mẫu mã, mặt hàng cần phải bảo đảm được các tiêu chuẩn về chất lượng như độ bền cơ học, độ

ổn định kích thước, độ bền màu…Trong đó tính chất cơ học là chỉ tiêu chất lượng hàng đầu đối với

vải Độ bền cơ học là các chỉ tiêu về lực: độ bền đứt, độ bền xé, độ bền nén thủng Tính chất cơ họccủa vải được xác định khi có lực tác dụng khác nhau tác động vào

Với vải dệt thoi khi có lực tác dụng vào, vải có thể kéo dãn theo hướng sợi dọc và sợi ngang Riêngvải dệt kim khi có lực tác dụng vào, tiến hành kéo dãn theo cột vòng hoặc theo hàng vòng và cùngmột lúc vải có thể bị kéo dãn theo nhiều hướng Vì vậy để xác định tính bền của vải dệt thoi: kiểm

tra độ bền kéo đứt và độ bền xé rách Riêng vải dệt kim chủ yếu xác định độ bền nổ

Trong nhiều trường hợp sử dụng vật liệu (vải, sản phẩm) chịu lực tải trọng tác dụng thẳng góc vớimặt phẳng của vật liệu gây nên biến dạng kéo nhiều phương đồng thời Những loại vải dệt kim dùngtrong may mặc chịu tác động như trên, nhất là ở tại các khớp của cơ thể: bả vai, đầu gối, khủy tay.Một số vải công nghiệp vải may bao bì, buồm, vải lọc… vải chịu lực tác dụng thẳng góc với mặtphẳng gây nên biến dạng kéo nhiều phương đồng thời

Thử độ bền nổ của vải hiện nay sử dụng hai phương pháp chính: nén thủng vải dùng viên bi và dùng

áp lực ( khí nén hoặc thủy lực ) Đối với phương pháp thử bằng khí nén thường bị hạn chế bởi áp lựccủa khí nén không cao Vì vậy phương pháp thủy lực được sử dụng nhiều và rộng rãi

Các chỉ tiêu kiểm tra chất lượng sản phẩm dệt may xuất khẩu sang thi trường Mỹ và EU đều phải

đánh giá độ bền nổ của vải bằng phương pháp thủy lực

Để phục vụ và đáp ứng nhu cầu này, chúng tôi đã chọn đề tài “Đánh giá và ứng dụng phương pháp

thử ISO 13938-1 trong phân tích độ bền nổ của vải (dùng phương pháp thuỷ lực) trong điều kiện

phòng thử nghiệm ở Phân Viện dệt may tại TP HCM”

MỤC LỤC

TÓM TẮT NHIỆM VỤ……… ……… 6

Mục tiêu đề tài……… 6

Nội dung đề tài………… ……….…… ………… 6

Phương pháp nghiên cứu……… 7

MỞ ĐẦU……… 8

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU……… 8

I TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘ BỀN NỔ CỦA VẢI………… 8

1 Phương pháp nén thủng vải bằng bi……….………… 8

2 Phương pháp thử bền nổ của vải bằng áp lực……….………… 10

2.1 Phương pháp thử bền nổ của vải dùng khí nén……….………… 10

2.2 Phương pháp thử bền nổ của vải dùng thủy lực……… …… 11

II TÌM HIỂU CÁC THIẾT BỊ THỬ ĐỘ BỀN NỔ CỦA VẢI DÙNG ÁP LỰC 11 1 Thiết bị thử bền nổ dùng khí nén……… 11

2 Thiết bị thử bền nổ bằng thủy lực……… 12

III TÌM HIỂU PHƯƠNG PHÁP NỔ THEO ISO 13938-1 ……… 12

1 Phạm vi áp dụng……… 12

2 Điều kiện môi trường……… 12

3 Yêu cầu thiết bị……… 13

4 Yêu cầu thử mẫu……… 13

5 Báo cáo kết quả……… 13

IV CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KẾT QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐO 13 V XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ SỬ DỤNG CỦA PHƯƠNG ĐO……… 13

1 Độ chính xác……… ……… 14

1.1 Độ chụm……… ……… 14

1.1.1 Độ lặp lại……… 15

1.1.2 Độ tái lập……… 16

1.1.3 Các bước phân tích thống kê thí nghiệm độ chụm…… 17

1.2 Độ đúng……… 20

2 Độ tin cậy……… 23

3 Độ ổn định……… 28

4 Độ không đảm bảo đo……… 29

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM……… 31

I ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN CỦA PHƯƠNG PHÁP……… 31

1 Lựa chọn phòng thí nghiệm tham gia……… 31

2 Lựa vật liệu sử dụng cho thí nghiệm……….……… 31

3 Lựa chọn thiết bị……….……… 32

4 Môi trường thử nghiệm……… ……… 32

5 Tiến hành thử mẫu……… 32

II ĐÁNH GIÁ CÁC GIÁ TRỊ SỬ DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘ BỀN NỔ……….………

33 1 Độ chính xác của phương pháp đo……… ………… 33

1.1 Xem xét sự nhất quán và các giá trị bất thường……… 34

1.1.1 Phép kiểm nghiệm Cochran……… 34

1.1.2 Kỹ thuật nhất quán bằng đồ thị h & k……… 35

1.2 Xem xét độ chụm……… 38

1.2.1 Độ lặp lại……… 38

1.2.2 Độ tái lập……… 40

1.3 Xem xét độ đúng……… ……… 43

2 Độ tin cậy của phương pháp đo……… ……… 47

2.1 Giới hạn tương đồng……… 49

2.2 Sai số đo lường……… 49

2.3 Hệ số biến thiên……….……… 50

2.4 Hệ số tin cậy……… 50

3 Độ ổn định ……… 52

4 Độ không đảm bảo đo……… 57

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN……… 59

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……… 60

PHỤ LỤC……….……… 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 62

Nội dung đề tài:

1 Tổng quan về các phương pháp thử độ bền nổ của vải

2 Nghiên cứu đánh giá các điều kiện phương pháp thử độ bền nổ của vải

3 Nghiên cứu về phương pháp thử ISO 13938-1 trong phân tích độ bền nổ của vải (dùng phương

pháp thuỷ lực)

4 Xác định giá trị sử dụng của phương pháp

5 Nghiên cứu đánh giá độ chính xác của phương pháp thử độ bền nổ của vải

6.Nghiên cứu đánh giá độ tin cậy của phương pháp thử độ bền nổ của vải

7 Nghiên cứu đánh giá độ ổn định các kết quả thử độ bền nổ của vải bằng phương pháp thủy lực

8 Ước lượng độ không đảm bảo đo

9 Kết luận về việc chấp nhận phương pháp thử

10 Ứng dụng thử nghiệm mẫu thực tế phòng thử nghiệm ở Phân Viện dệt may tại TP HCM

Phương pháp nghiên cứu:

1 Tìm hiểu các tiêu chuẩn và phương pháp thử

2 Tra cứu thông tin mạng và tìm hiểu các phương pháp tính độ chính xác

3 Thử mẫu trong điều kiện cụ thể, tính toán kết quả và đánh giá phương pháp thử

4 Kiểm tra, đánh giá kết quả

MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

I TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘ BỀN NỔ CỦA VẢI:

1.Thử nén thủng bằng phương pháp dùng viên bi:

Do nhà vật liệu học người Pháp J.Persoz đề ra

Thí nghiệm được tiến hành trên máy kéo đứt thông thường có lắp thêm bộ gá nén thủng

Hình 1 : Nguyên lý thử nén thủng dùng viên bi

- Một bộ khung căng mẫu, có vành kẹp, đường kính 25mm

- Viên bi bằng thép không gỉ, có đường kính d = 20mm

Và được gá trên hai miệng kẹp của bộ gá thông thường

Khi vải bị đâm thủng, ta được lực đẩy Pd và độ dịch chuyển của viên bi là f

S

S S

- Chuẩn bị mẫu: Ít nhất là 5 mẫu thử, các mẫu không trùng lắp hàng vòng và cột vòng

- Thiết bị:

Lắp bộ gá chuyên dùng vào thiết bị độ bền

Kiểm tra tại bộ kẹp: viên bi phải tiếp xúc với mẫu thí nghiệm

Kiểm tra thang đo, lực và độ dãn đều ở vị trí 0

Đặt mẫu vào ổ mắc mẫu (bề mặt hướng ra ngoài )

Mẫu thử nằm giữa miệng kẹp

Giữ chặt mẫu bằng cách siết chặt miệng kẹp

Nhấn nút đi xuống: Kẹp di chuyển xuống, quả cầu xuống theo làm thủng mẫu.Nhấn nút ngừng, ghi nhận lại kết quả thử ( lực và độ dãn )

Ở giữa màng cao su có một lỗ nhỏ đậy kín bên trên bằng một miếng cao su tròn nhỏ khác

Không khí nén sau khi ép màng cao su làm mẫu vải phồng to cho đến khi làm bục mẫu vải vàkhí sẽ thoát ra ngoài

Tại thời điểm mẫu bị phá hỏng, người ta đo được:

- Áp suất phá hủy mẫu

- Chiều cao h của đới cầu tạo bởi màng cao su của vải

Tiến hành thử :

- Thời gian thử : : 20± 5 s

- Thời gian thủng mẫu : 20± 5 s ( Điều chỉnh lưu lượng khí )

- Không cần cắt mẫu, khi đặt mẫu thử dưới miệng kẹp, mẫu thử nằm phẳng, không bị kéo

căng không vị vặn xoắn, không bị trượt trong quá trình thử Trường hợp vải bị tuột, chỉnh áp

lực kẹp mẫu

- Trường hợp mẫu thử bị thủng sát miệng kẹp, báo cáo trường hợp này

- Mẫu thử bị thủng cách miệng kẹp 2 mm: Kết quả này bị loại

- Hiệu chỉnh kết quả thử = Trung bình cộng áp lực 5 lần thử – áp lực của màng cao su

Nhược điểm của phương pháp này là chỉ thử được những mẫu có độ bền nổ thấp, do bị hạn chế bởi

áp lực của khí nén

2.2 Phương pháp thử bền nổ dùng thủy lực:

Tương tự như phương pháp sử dụng khí nén, nhưng phương pháp dùng thủy lực được sử dụng Dầu

thủy lực để nén mẫu thay cho khí nén Với phương pháp này đã khắc phục được nhược điểm của

phương pháp dùng khí nén, bởi phương pháp này sử dụng Dầu và bơm để nén với một áp lực cao

II TÌM HIỂU CÁC THIẾT BỊ THỬ ĐỘ BỀN NỔ VẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ÁP LỰC

1 Thiết bị dùng khí nén:

Máy do SDL Atlas sản xuất

Hình 3: Máy thử độ bền nổ của vải dùng khí nén

Thiết bị thử : Máy Truburst có phần mềm tính toán nối máy tính

Diện tích thử : 7.3 cm2 , 50 cm2 thử với vải dệt kim

2 Thiết bị dùng thủy lực:

Máy do Đài Loan sản xuất

Hình 4 : Máy thử độ bền nổ của vải dùng thủy lực

Tiêu chuẩn : ISO 13938-1 ASTM D3786

III NGHIÊN CỨU TIÊU CHUẨN ISO 13938/1 TRONG PHÂN TÍCH ĐỘ BỀN NỔ CỦA VẢI.

1 Phạm vi áp dụng:

Vải dệt kim, vải dệt thoi và vải không dệt

2 Điều kiện môi trường.

+ Nhiệt độ : 20 ±20C

+ Độ ẩm : 65 % rh

3 Yêu cầu thiết bị

+ Sử dụng phương pháp thủy lực

+ Độ chính xác ± 2%

+ Diện tích miệng kẹp : 7.3cm2 ( 30.5 mm)

+ Tốc độ tăng áp lực : 100 mL/min ±10%

4 Yêu cầu thử mẫu:

Mẫu thử 5 lần và tính giá trị trung bình

5 Báo cáo kết quả.

Báo cáo kết quả trung bình

IV CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KẾT QUẢ CỦA MỘT PHƯƠNG PHÁP ĐO

Nhiều yếu tố khác nhau ( không kể sự thay đổi giữa các mẫu thử được xem là giống nhau ) có thể

đóng góp vào sự thay đổi của các kết quả của một phương pháp đo

- Thiết bị được sử dụng

- Việc hiệu chuẩn thiết bị

- Khoảng thời gian giữa các phép đo

- Sự thay đổi giữa các phép đo do được thực hiện bởi những người thao tác khác nhau hoặc vớithiết bị khác nhau sẽ dẫn đến sự sai biệt kết quả lớn hơn so với các phép đo do cùng một

người thực hiện với thiết bị như nhau

V XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ SỬ DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP

Giá trị sử dụng của phương pháp thử được thể hiện qua các thông số sau:

- Độ chính xác: ( độ đúng + độ chụm)

+ độ chụm ( đô lặp lại, độ tái lập )

Một kết quả đo có thể có độ đúng nhưng chưa chắc đã có độ chụm và ngược lại

Hình 5: Các giá trị thể hiện độ đúng độ chụm của kết quả

1.1 Xác định độ chụm của phương pháp phân tích độ bền nổ của vải

Độ chụm (precision).

Độ chụm chỉ mức độ gần nhau giữa các kết quả thử nghiệm độc lập nhận được trong điều kiện quyđịnh.

Thước đo của độ chụm thường được thể hiện bằng độ phân tán và được tính toán như là độ lệch

chuẩn của các kết quả thử nghiệm Độ chụm càng thấp thì độ lệch chuẩn càng lớn

Trong nhiều trường hợp thực tế, để thuận tiện cho việc mô tả sự thay đổi của phương pháp đo, cần

đưa ra hai điều kiện của độ chụm gọi là điều kiện lặp lại và điều kiện tái lập Theo điều kiện lặp lại

các yếu tố:

+ Người thao tác

+ Thiết bị được sử dụng

+ Việc hiệu chuẩn thiết bị

+ Môi trường ( nhiệt ẩm độ )

+ Khoảng thời gian giữa các phép đo

Được xem là không đổi và không đóng góp vào sự thay đổi trong khi theo điều kiện tái lập các yếu tốnày thay đổi và đóng góp vào sự thay đổi các kết quả thử nghiệm

Như vậy điều kiện lặp lại và tái lập là hai cực của độ chụm Điều kiện lặp lại mô tả khả năng thay đổi

tối thiểu và điều kiện tái lập mô tả sự thay đổi tối đa của kết quả

Độ chụm thường được biểu thị qua độ lệch chuẩn, thước đo trung gian độ chụm của phương pháp đo

nằm giữa hai cực độ chụm của phương: độ lệch chuẩn lặp lại và độ lệch chuẩn tái lặp

Thực chất việc xác định những thước đo trung gian độ chụm là đánh giá khả năng của phương pháp

đo lặp lại kết quả phép thử trong những điều kiện xác định

Trong trường hợp thực tế, để thuận tiện cho việc mô tả sự thay đổi của phương pháp đo, cần đưa rahai điều kiện của độ chụm gọi là điều kiện lặp lại và điều kiện tái lập Như vậy điều điều kiện của độ

chụm gọi là điều kiện lặp lại và điều kiện tái lập là hai cực của độ chụm

Điều kiện lặp lại mô tả khả năng thay đổi tối thiểu của kết quả

Điều kiện tái lập mô tả sự thay đổi tối đa của kết quả

Độ chụm thường được biểu thị qua độ lệch chuẩn

1.1.1 Phương pháp xác định độ lặp lại.

Độ lặp lại ( repeatability ) ký hiệu r,

là giá trị thể hiện sai lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử nghiệm được thực hiện trên cùng một mẫu

trong các điều kiện giống nhau như cùng trang thiết bị đo, cùng phương pháp đo, cùng một ngườithao tác, cùng điều kiện môi trường trong quãng thời gian ngắn Khi được xét với mức chắc chắn

s

i

i i

r

2

Độ lặp lại r được sử dụng để so sánh hai kết quả thử nghiệm do một người thực hiện trong cùng điều

kiện thí nghiệm đã nêu trên Nếu hai kết quả sai nhau không quá r thì kết quả cuối cùng là trung bìnhcộng của hai kết quả đó Còn nếu điều kiện này không đạt, cần xem xét lại phương pháp và làm lại từ

đầu

1.1.2 Phương pháp xác định độ tái lập của phương pháp đo độ bền nổ.

Độ tái lập ( reproducibility) ký hiệu R

là giá trị thể hiện sai lệch tuyệt đối giữa hai kết quả thử nghiệm được thể hiện trên cùng một mẫu và

cùng phương pháp nhưng trong các điều kiện khác nhau về trang thiết bị đo, người thao tác, phòng

thí nghiệm và thời gian thực hiện Khi được xét với mức chắc chắn 95 % thì R được tính theo côngthức:

i

k

x x n

Độ tái lập R được sử dụng để so sánh hai kết quả thử nghiệm do hai người thực hiện trong cùng điều

kiện thí nghiệm hoặc khác điều kiện thí nghiệm như đã nêu trên Nếu hai kết quả sai nhau không quá

R thì kết quả cuối cùng là trung bình cộng của hai kết quả đó Còn nếu điều kiện này không đạt, cầnxem xét lại phương pháp thao tác và làm lại thí nghiệm

Khi các ni giống nhau và bằng no:

s k

x x

1.1.3 Các bước Phân tích thống kê thí nghiệm độ chụm: TCVN 6910-2 Trang 49-60

Thu thập và sắp xếp tất cả các kết quả thử nghiệm

( Tính toán các giá trị trung bình, phương sai )

Xem xét sự nhất quán và các giá trị bất thường :

Sử dụng hai thước đo thống kê Mandel h & k:

Hai số này vừa mô tả sự thay đổi của phương pháp đo vừa trợ giúp trong việc đánh giá phòng thínghiệm

1.1.3.1 Kỹ thuật xử lý giá trị bất thường bằng đồ thị ( Thống kê Mandel h & k ):

Tính toán thống kê nhất quán giữa các phòng thí nghiệm, h, cho từng phòng thí nghiệm

i

j ij j

j ij ij

y y p

y y

h

1

2 ) (

- nij: là số kết quả phép thử trong ô của phòng thử nghiệm i ở mức j;

- yilk là một trong số các kết quả thử nghiệm này (k=1,2,… nij);

- pj là số phòng thử nghiệm báo cáo ít nhất một kết quả thử nghiệm ở mức j

Vẽ đồ thị các giá trị hij của từng ô theo thứ tự của phòng thí nghiệm, thành các nhóm ở từng mức

- Tính toán thống kê nhất quán giữa các phòng thí nghiệm, k, cho từng phòng thí nghiệm

Kiểm tra đồ thị của h và k xem xét số liệu các phòng thí nghiệm đề lựa ra những kết quả thử khácbiệt Điều này thể hiện sự thay đổi nhiều hay ít một cách nhất quán trong phạm vi một ô hoặc các giátrị trung bình cực trị của ô thể hiện ở nhiều mức.

- Các chỉ số thống kê Mandel h và k thể hiện ở 2 mức 1% và 5%

Tra bảng 6 & 7, trang 71/71 TCVN 6910-2

Trên cơ sở đó, nhà thống kê :

- Yêu cầu phòng thí nghiệm sửa lại phép đo ( nếu có thể)

- Loại bỏ số liệu của phòng thí nghiệm ra khỏi việc nghiên cứu

- Tất cả các phòng thí nghiệm có thể có giá trị h dương hay âm ở các mức khác nhau của thínghiệm

- Nếu một phòng thí nghiệm không nằm trên đồ thị k vì có nhiều giá trị lớn, cần tìm ra nguyên

nhân: Điều này chứng tỏ phòng thí nghiêm có độ lặp lại thấp hơn so với các phòng thí nghiệm

khác

- Nếu có một số giá trị k hoặc h gần đường giá trị tới hạn, thì cần nghiên cứu đồ thị tương ứng đã

được nhóm lại theo mức

1.1.3.2 Kỹ thuật xử lý giá trị bất thường bằng số (Áp dụng phép kiểm nghiệm Cochran ):

Việc xử lý các giá trị bất thường bằng số dựa trên phép kiểm nghiệm

- Phép kiểm nghiệm Cochran

Cho trước một tập hợp p, độ lệch chuẩn si, chúng được tính toán từ một số lượng như nhau n

kết quả lập lại, số thống kê C là :

Trong đó Smax là độ lệch chuẩn lớn nhất trong tập hợp

Các giá trị tới hạn của phép kiểm nghiệm Cochran thể hiện ở 2 mức 1% và 5%

Tra bảng 4, trang 69 TCVN 6910-2

Phép thử này được áp dụng để nhận biết giá trị tản mạn hoặc bất thường:

+ Nếu thống kê thử nghiệm nhỏ hơn hoặc bằng 5% giá trị tới hạn của nó : hạng mục kiểm tra

Nếu có giá trị tản mạn / bất thường thống kê : tìm hiểu về sự sai số về mặt kỹ thuật

- Sai sót khi ghi chép kết quả thử nghiệm

- Mẫu bị hỏng trong quá trình phân tích

n

s n s

1

1

2 2

) 1 (

) 1 (

j

rj dj Lj

n

s s

s

2 2

Độ đúng cho biết mức độ gần gũi giữa giá trị trung bình xtb và giá trị thực hay giá trị được chấp nhận

Độ chệch = xtb-µ

Độ đúng của một phương pháp đo được quan tâm khi có thể hình dung về giá trị thực của một đặctính đang được đo Tuy nhiên đối với một số phương pháp đo, giá rị thực không thể biết một cách

chính xác, nó có thể có một giá trị quy chiếu được chấp nhận cho đặc tính đang được đo Độ đúng

thường được diễn tả bằng độ chệch

Độ chệch của phương pháp đo và độ chệch phòng thí nghiệm: đây là khả năng mà phương pháp đo

có thể gây ra độ chệch, nó tồn tại ở bất cứ đâu và bất cứ khi nào mà phép đo được thực hiện

1.2 2 Ước lượng độ chệch của phương pháp đo.

Nếu giá trị tuyệt đối của độ chệch đã được ước lượng mà nhỏ hơn hoặc bằng ½ độ rộng của khoảng

không đảm bảo, thì không có biểu hiện về độ chệch

Sự biến động của ước lượng độ chệch của phương pháp đo là sự biến động các kết quả của quá trình

đo và được thể hiện bằng độ lệch chuẩn tính theo công thức:

Mô hình thống kê.

m = µ + δ

Trong đó

µ là giá trị qui chiếu đã được chấp nhận.;

δ là độ chệch của phương pháp đo

Xem xét sự nhất quán và các giá trị bất thường :

+ Kỹ thuật xử lý giá trị bất thường bằng số (Áp dụng phép kiểm nghiệm Cochran )

) (

1 1

y

1 1

∑

=

− +

n y

y P

S

1

2 2

)

1 1 ( ) (

y P

y

1 1

Ước lượng độ chệch của phương pháp đo ( TCVN 6910-4 Trang 49-60)

A là hàm của phòng thử nghiệm (p) và số lần thử (n) được tính như sau:

γ là tỷ số giữa độ chệch tái lập và độ chệch lặp lại

Đánh giá:

Nếu khoảng tin cậy ( δ – ASR≤ δ ≤ δ + ASR ) phủ giá trị 0 thì độ chệch của phương pháp đó là không

có ý nghĩa ở mức ý nghĩa α = 5%; trường hợp ngược lại là có ý nghĩa

2 Độ tin cậy.

Nhưng bất cứ phương pháp đo lường nào cũng có một số sai sót Nếu thử độ bền kéo đứt của băng

vải hay thử độ bền nổ của vải được đo nhiều lần (cách nhau khoảng vài phút) do một nhân viên thửnghiệm, chúng ta sẽ thấy sự dao động về đo lường của đối tượng đó, và đó chính là sai số đo lường(measurement error) Sai số này có thể xuất phát từ những yếu tố khách quan và chủ quan màchúng ta không kiểm soát được: chẳng hạn như người thao tác sai, hay phương pháp thực hiện sai,

hay đơn giản là phương tiện đo lường có sai số, v.v… Tóm lại, đó là những sai số đo lường hoàn toàn

ngẫu nhiên Các phương pháp đo lường cơ lý như độ bền kéo đứt băng vải, độ bền xé rách của vải, độbền nén thủng của vải, v.v… cũng có nhiều sai số, không chỉ do phương pháp đo, thiết bị đo mà còn

do dao động của mẫu thử

Do đó, một nhu cầu hết sức quan trọng trước khi thử nghiệm là phải xác định được độ tin cậy củaphương pháp đo Nếu phòng thí nghiệm mới đầu tư một thiết bị thử độ bền nổ của vải, hay mới áp

dụng một phương pháp thử cơ lý, sinh hóa, v.v… thì việc đầu tiên là phải làm nghiên cứu để đánh giá

độ tin cậy của phương pháp đo đó Không biết độ tin cậy, chúng ta rất dễ dàng đưa ra một kết quả

sai

Ước tính độ tin cậy của đo lường rất quan trọng vì nó có thể ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm hay

của lô hàng sản xuất

2.1 Giới hạn tương đồng (Limit of agreement hay LoA)

Một phương pháp đánh giá độ tin cậy đơn giản nhất (và dễ hiểu nhất) có tên là “Limit of

Agreement” do Martin Bland và Douglas Altman đề suất từ thập niên 1980

Theo phương pháp này, chúng ta tiến hành 2 bước:

Bước 1: tính độ khác biệt giữa ba đo lường cho từng đối tượng và gọi là “di “

Bước 2: tính số trung bình, độ lệch chuẩn, và khoảng tin cậy của di Khoảng tin cậy 95% của di

chính là LoA

n

x x

=

Chỉ số LoA cho chúng ta biết nếu chúng ta đo độ bền nổ của vải ở các PTN khác nhau trên cùng mộtmẫu thì đo lường giữa các phòng thử nghiệm có thể thấp hơn và cũng có thể cao hơn giá trị củaLoA.

2.2 Sai số đo lường chuẩn (standard error of measurement – SEM)

Chúng ta có thể dễ dàng thấy rằng phương sai ở mỗi đối tượng phản ảnh độ dao động, và do đó, độtin cậy của đo lường Độ dao động càng cao, độ tin cậy càng thấp Và ngược lại, độ dao động thấp

có nghĩa là độ tin cậy cao Nhưng chúng ta có n mẫu thử, nên cách tóm lược độ tin cậy tốt nhất là lấytrung bình của phương sai của n mẫu thử Gọi số trung bình phương sai là Si , chúng ta có:

n

s s

s

s i

2 30 2

2

2

1

2 = + + +

Nhưng đơn vị của phương sai là bình phương, cho nên chúng ta cần phải hoán chuyển về đơn vị gốc

bằng cách lấy căn bậc hai:

2

i

s

s=

Đây chính là sai số đo lường chuẩn (SEM) Ý nghĩa của SEM là: nếu chúng ta đo độ bền nổ của vải

ở mẫu thử nhiều lần (giả dụ như 100 lần), thì chúng ta kì vọng rằng 95% các kết quả đo lường độ

bền nổ của mẫu thử đó có thể cao hơn hay thấp độ trung bình của mẫu thử khoảng là s

2.3 Hệ số biến thiên ( within-subject coefficient of variation )

Hệ số biến thiên cá thể (wCV) được ước tính bằng cách lấy sai số chuẩn đo lường chia cho số trungbình tổng thể Nói cách khác:

Nói cách khác, thay vì mô tả độ tin cậy bằng SEM, chúng ta mô tả bằng phần trăm qua wCV

Ý nghĩa của wCV cũng tương tự như ý nghĩa của SEM, nhưng tương đối (thay vì tuyệt đối)

phải độ tin cậy Hai khái niệm này rất khác nhau, nhưng dễ hiểu lầm Có thể lấy ví dụ sau đây đểchứng minh cho phát biểu đó: giả dụ chúng ta có 5 đối tượng và số liệu đo lường 2 lần như sau:

Bảng 2: Các thông số lấy ví dụ tính hệ số tương quan

Hệ số tương quan là 1 Với một kết quả tuyệt đối như thế, chúng ta có thể kết luận phương pháp đo

lường này tuyệt vời không? Câu trả lời là không Thật ra, phương pháp đo lường này rất tồi, bởi vì

hai lần đo lường khác nhau đến 5 đơn vị, và khác nhau một cách nhất quán Do đó, dù hệ số tươngquan là tuyệt đối, nhưng độ tin cậy thì lại rất tồi! Nói tóm lại, không nên sử dụng hệ số tương quan

để đánh giá độ tin cậy của một phương pháp đo lường vì hệ số tương quan bỏ qua độ khác biệt giữacác đo lường

Các phương pháp phân tích thích hợp cho việc đánh giá độ tin cậy là: giới hạn tương đồng (tứcphương pháp Bland-Altman), sai số đo lường chuẩn, hệ số biến thiên cá thể, và hệ số tin cậy

Trong phân tích độ tin cậy, có một phương pháp tính toán khác rất thích hợp cho việc đánh giá độ tin

cậy nhưng ít khi nào được giới thiệu trong sách giáo khoa: đó là hệ số tin cậy (coefficient of

reliability), sẽ viết tắt là R (chú ý khác với r thường sử dụng cho hệ số tương quan).

Hệ số tin cậy được phát triển từ lí thuyết đo lường (theory of measurement) Tuy nhiên, hệ số tin cậy

R được phát triển từ các cơ sở lí thuyết sau đây:

Gọi X là đo lường cho một cá nhân, lí thuyết đo lường phát biểu rằng X có hai phần: phần giá trị thật

(true value) và phần nhiễu (random error) Chúng ta sẽ kí hiệu hai giá trị này là T và E Nói cách

khác, mô hình này phát biểu rằng:

X = T + E

T T E E T E

Nên nhớ rằng, chúng ta không biết (hay không quan sát) được giá trị thật T của đối tượng bao nhiêu,

nhưng chúng ta chỉ biết X, tức là giá trị quan sát hay đo lường được, và E là sai số mà chúng ta tínhđược qua nhiều lần đo lường, chúng ta biết được E

Giả định rằng T và E hoàn toàn độc lập (tức không có mối tương quan gì với nhau), và tuân theo luậtphân phối chuẩn, thì phương sai của X là tổng phương sai của T và E Nếu kí hiệu phương sai là σ2,chúng ta có:

E T

pháp đo lường có độ tin cậy cao

Bởi vì phương sai của T không thể cao hơn phương sai của X, cho nên giá trị của R phải dao động từ

0 đến 1

Nếu R = 0 thì điều này có nghĩa là phương pháp đo lường vô dụng vì hoàn toàn không có thể tin cậy

được;

Nếu R = 1 thì phương pháp đo lường hoàn hảo Nhưng trong thực tế, không có phương pháp đo

lường nào tuyệt vời với R = 1, cho nên tùy theo trường hợp chúng ta phải chấp nhận một phươngpháp đo lường với giá trị R thấp hơn 1

Phương pháp ước tính R tương đối phức tạp (nhất là khi có nhiều đo lường cho một mẫu thử), nhưng

nguyên tắc vẫn là phân chia tổng số biến thiên (variation) thành 2 nguồn: between-subject variationwithin-subject variation Chúng ta có thể ước tính vài thông số như sau

+Tổng bình phương của đo lường giữa các đối tượng (kí hiệu BSS):

2 2

2

) (x x p x x p x x p x x

p

Chú ý số p ở đây là số lần đo lường Thật ra, công thức trên có thể viết ngắn gọn.

+ Bởi vì BSS tính từ N đối tượng và cần 1 thông số để tính, cho nên chúng ta phải chia BSS cho N-1

để có “mean square” (trung bình bình phương) BMS

+Tổng bình phương của đo lường ở mỗi đối tượng (kí hiệu WSS):

Hay đơn giản hơn:

trong đó k là số lần đo lường cho đối tượng i “ki “

+ Chú ý rằng mỗi

2

i

s

trong WSS chúng ta phải “tiêu” một thông số (trung bình cho từng đối tượng),

nhưng chúng ta phải chi tiêu mất N thông số, nên bậc tự do (degree of freedom) là pN – N Do đó,

chúng ta phải điều chỉnh WSS bằng cách chia WSS cho bậc tự do và kết quả là WMS:

Đánh giá :

+ Trong công tác điều tra người ta thường sử dụng P = 90 -95%, ( tương ứng với R = 0.90 – 0.95)

+ Trong công tác nghiên cứu khoa học công nghệ và thiết bị thì P = 95-98 %, ( tương ứng với R =0.95 – 0.98 )

+ Công tác kiểm tra chất lượng sản phẩm P = 95 – 99 %, ( tương ứng với R = 0.95 – 0.99 )

3 Độ ổn định.

3.1 Yêu cầu.

Trong việc xem xét giá trị một phương pháp đo, có thể hy vọng rằng cả độ đúng và độ chụm của

phương pháp đo đều được thỏa mãn Tuy nhiên, không có gì đảm bảo rằng phương pháp đo thỏa mãn

độ đúng nếu nó thỏa mãn độ chụm

Thêm vào đó, khi kiểm tra độ ổn định của các kết quả thử nghiệm trong phạm vi một phòng thí

nghiệm, cần kiểm tra độ đúng và độ chụm của các kết quả thử nghiệm và lần lượt duy trì hai phép đonày ở các mức độ mong muốn trong một thời gian dài

- Để kiểm tra độ ổn định của các kết quả thử nghiệm trong một phòng thí nghiệm, phải sử dụng biểu

đồ kiểm soát Shewhart và các biểu đồ kiểm soát tích lũy

- Sử dụng các thừa số trong Bảng Các thừa số để tính toán biểu đồ độ rộng để tính toán đường trungtâm và các giới hạn kiểm soát ( UCL & LCL )

- Các lần đo thực hiện cách nhau 24 giờ ( 1 ngày )

- Lập bảng số liệu theo dõi và tính toán

- Vẽ biểu đồ tích lũy

Đánh giá.

Nếu các giá trị nằm trong giới hạn cho phép ( đường cảnh báo LCL và đường hành động UCL) thìcác kết quả có độ ổn định

4 Độ không đảm bảo đo.

Một kết quả đo lường thử nghiệm bất kỳ đều chứa sẵn nhiều sai số làm cho nó không thể bằng giá trịthực của đại lượng đo và qua nó, chỉ có thể tìm phạm vi mà giá trị thực có thể nằm trong đó với mộtmức tin cậy cho trước

Độ không đảm bảo là giá trị được tính có kể đến hai loại sai số:

Sai số ngẫu nhiên do nhiều yếu tố không lường trước được gây ra có tính chất ngẫu nhiên, chỉ pháthiện khi tiến hành làm nhiều quan trắc trên cùng một mẫu Sai số ngẫu nhiên luôn luôn tồn tại vàkhông thể khắc phục Chỉ có giảm sai số ngẫu nhiên cho kết quả thử nghiệm bằng cách tăng số quantrắc Độ lệch chuẩn thể hiện rất tốt sai số ngẫu nhiên

Sai số hệ thống do những nguyên nhân như độ chính xác của dụng cụ đo, phương pháp đo không hợp

lý, thông số môi trường đo và thử nghiệm không đạt yêu cầu, thao tác thử nghiệm không đúng,… cónhững sai số hệ thống có thể khắc phục được nếu biết rõ, nhưng cũng có những sai số hệ thốngkhông thể khắc phục được dù biết rõ, chỉ có thể đưa chúng vào phép tính

Độ không đảm bảo có liên quan đến sai số ngẫu nhiên được gọi là độ không đảm bảo kiểu A (uA),

giá trị được lấy là độ lệch chuẩn rút ra từ phép tính thống kê và được tính bằng công thức:

x

x = ∑ i

Độ không đảm bảo có liên quan đến sai số hệ thống được gọi là độ không đảm bảo kiểu B (uB), giá

trị được lấy theo cách khác với phép tính thống kê mà dựa vào đặc tính kỹ thuật của thiết bị thửnghiệm, vào giấy chứng nhận hiệu chuẩn,…và được tính theo công thức :

Nếu bất cứ kết quả đo nào không vượt quá một sai số a thì có thể xem tập hợp các sai số thuộc phân

bố chữ nhật và được tính

3

a

u B =

Có những trường hợp biết chắc các giá trị sẽ nằm ở chính giữa một khoảng biết trước có chiều rộng ±

a thì xem tập hợp các sai số thuộc phân bố hình tam giác cân với nửa cạnh đáy bằng a và được tính

Trong nhiều phép thử nghiệm, để đơn giản, người ta chọn luôn k = 2 ứng với mức tin cậy P= 95% và

k = 3 ứng với mức tin cậy P = 99%

Giá trị U được làm tròn tăng và viết tối đa với hai chữ số có nghĩa

Sau khi tính được độ không đảm bảo chuẩn phối hợp uC, kết quả cuối cùng được báo cáo theo quyđịnh của TCVN 5958 :2001 là :

Y ± U

CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM

I ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN CỦA PHƯƠNG PHÁP.

1 Lựa chọn phòng thí nghiệm tham gia

- Cũng không chỉ giới hạn ở các phòng thí nghiệm " đối chứng" để chứng minh độ chính xác của

phương pháp thử được thực hiện bới các chuyên gia

1.2 Phòng thí nghiệm tham gia :

Phòng thử nghiệm 1- ký hiệu ( PTN1) : INTERTEK

Phòng thử nghiệm 2- ký hiệu ( PTN2): BUREAUVERITAS

Phòng thử nghiệm 3- ký hiệu ( PTN3): TRSI ( Trung Tâm Giám Định Dệt May – Phân Viện DệtMay tại TP.HCM )

2 Lựa chọn vật liệu sử dụng cho thí nghiệm tại 3 phòng thử nghiệm.

2.1 Yêu cầu về mẫu thử.

- Sự đồng nhất của các mẫu thử

- Phải được bảo quản giống hệt nhau trong quá trình vận chuyển và trong suốt khoảng thời gian

khác nhau trước khi các phép thử được tiến hành

- Mỗi mẫu thử 5 lần

- Mỗi phòng thí nghiệm thử 3 mẫu ( mức ), mỗi mẫu thư 2 lần trong thời gian ngắn

2.2 Chọn mẫu thử nghiệm.

Mức thử nghiệm 1: Vải dệt kim - Single Jersey 100% Viscose

Mức thử nghiệm 2 : Vải dệt kim - Single Jersey 100% Cotton

Mức thử nghiệm 3 ; Vải dệt kim Single Jersey 100% Polyester

3 Lựa chọn thiết bị

3.1 Yêu cầu đối với thiết bị.

Tên thiết bị : Máy đo độ bền nổ vải (Bursting Strength Tester)

- Tiêu chuẩn thử nghiệm ISO 13938-1

3.2 Hiệu chuẩn thiết bị

Sai số so với chuẩn