Определение класса компрессии компрессионного трикотажного изделия и оценивание её неопределенности

Determination class of the compresses of a compression knitted goods and evaluation of their uncertainty

Хамдамов Б.Р. Васиев Х.У.

25.04.2020 348

№ 4 (73)

08. Приборостроение, метрология и информационно-измерительные приборы и системы

Цитировать:

Хамдамов Б.Р., Васиев Х.У. Определение класса компрессии компрессионного трикотажного изделия и оценивание её неопределенности // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 4 (73). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/9205 (дата обращения: 21.11.2024).

Прочитать статью:

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассмотрен один из вопросов оценивания качества компрессионного трикотажного изделия медицинского назначения – определения класса компрессии, а также точностные характеристики (неопределенности) результатов испытаний.

ABSTRACT

This article discusses one of the issues of assessing the quality of a compression medical jerseys - this gives determining their compression class, as well as the accuracy characteristics (uncertainties) of the test results.

Ключевые слова: класс, компрессия, трикотаж, растяжимость, рабочая, разрывная нагрузка, поверхностная плотность, неопределенность.

Keywords: class, compression, knitwear, elongation, working, breaking load, surface density, uncertainty.

Актуальность работы

Несмотря на актуальность и злободневность вопроса, касающийся определения класса компрессии компрессионного трикотажного изделия медицинского назначения (далее – класс компрессии изделия) и оценивания неопределенности результатов исследования, на данное время практически отсутствуют работа, посвященные вопросу оценивания неопределенности.

Цель работы

В связи с этим нами рассмотрен вопрос разработки программы для определения класса компрессии изделия медицинского назначения и оценивания неопределенности результатов исследования в соответствии с международными требованиями.

Изложение основного материала

Класс компрессии изделия, как известно, определяется такими техническими характеристиками, как: растяжимость, рабочая растяжимость, разрывная нагрузка и поверхностная плотность [1].

Рабочая растяжимость и разрывная нагрузка определяются экспериментально [1, п. 6.6]. Растяжимость L_р и поверхностная плотность П изделия определяются по формулам (1) и (2), соответственно [1, п. 6.5.5.1]

(1)

(2)

где:

L_р – растяжимость, %,

L_р,_mm – растяжимость, mm,

С – коэффициент пересчета, равный 10⁶,

П – поверхностная плотность, g/m²

m, l, и b – масса, длина и ширина полоски, соответственно.

Далее, по экспериментально полученным значениям растяжимости, рабочей растяжимости, разрывной нагрузки, поверхностной плотности и требованиям, приведенным в таблице 6 стандарта [1], определяют класс компрессии высокоэластичных лечебных и профилактических чулочно-носочных изделий, и рукавов.

Определение класса компрессии изделия целесообразно осуществлять спомощью программного продукта. Простейшей реализацией такого рода программы, являются программа, разработанная нами в среде Excel (табл. 1).

В зависимости от результатов сопоставлений значений величин, полученных экспериментально, с требованиями стандарта [1], в одной из ячеек H32:L32 (табл. 1) появиться римская цифра, соответствующая классу компрессии изделия (при положительных результатах сопоставлений), в противном случае в ячейках I33:L33 может появиться информация о несоответствии изделия требованиям стандарта [1] в виде «<30 %», «<49,0 N», «<120 %», «<40 g/m²».

Экспериментально полученные результаты массы m, длины l, и ширины b полоски, рабочей растяжимости x₁, разрывной нагрузки x₂ и растяжимости x₃ (далее- входные величины x_j (ВхВ)) испытываемого изделия вводят путём набора их значений в ячейки C4:E8, J4:L8 табл. 1, соответственно.

Оценки (среднеарифметическое значения) входных величин, при числе их наблюдений n_j >1, определяют по известной формуле и отражаются в ячейках C9:Е9, J9 и L9.

Разработанная нами программа позволяет также автоматизировать процесс оценивания точностных характеристик, в частности, неопределенности результатов измерения массы m, длины l, и ширины b полоски, исходной длины L₀, растяжимости, рабочей растяжимости L_p_,_mm и разрывной нагрузки, поверхностной плотности, и в итоге неопределенности определения класса компрессии испытанного изделия.

Оценивание неопределенности результатов испытаний продукции, особенно медицинского назначения, является требованием международного стандарта IS0/1EC 17025:2005 [2] и идентичного ему государственного стандарта Республики Узбекистан O'z DSt ISO/IEC 17025 [3].

Таблица 1.

Программа для определения класса компрессии изделияи их неопределенности

A	B	C		D		E	F	H	I		J		K	L
2	n_i	x_j					y₁, g/m²	2	Определение класса компрессии
3		m_i, g		l_i, mm		b_i, mm		3	n_i		x₁, %		x₂, N	x₃, %
4	1	3,5		101		101	343,1	4	1		35		198	133
5	2	3,6		101		102	349,4	5	2		38,9		195	130
6	3	3,4		101		100	336,6	6	3		42		197	131
7	4	3,6		100		99	363,6	7	4		45		196	132
8	5	3,7		102		101	359,2	8	5		47,6		195	133
9	x_cp	3,56		101		101	350	9	x_cp		41,7		196,2	131,8
10	u_A(x_j)	0,05		0,3		0,5	5	10	u_A(x_j)		2,2		0,6	0,6
14	u_B(x_j)	0,3		0,6		0,6		14	u_B(x_j)		0,8		0,8	0,8
15	u(x_j)	0,3		0,7		0,8	1,1	15	u(x_j)		2,4		1,0	1,0
16	с_j=∂f/∂x_j	98,4		3,5		3,5		16	с_j=∂f/∂x_j		3,161		0,672	1,000
17	c_j∙u_A(x_j)	5,0		1,1		1,8		17	c_j∙u_A(x_j)		7,015		0,392	0,583
18	c_j∙u_B(x_j)	0,294		0,648		0,648		18	c_j∙u_B(x_j)		0,819		0,819	0,819
19	r(m, l)	0,310						19	r(x₁, x₂)		-0,626
20	r(l, b)			0,620				20	r(x₂, x₃)				0,324
21	r(m, b)	0,231						21	r(x₁, x₃)		0,174
22	t_p(υ_eff)	2,776		P=		0,95		22	t_p(υ_eff)		2,776		P=	0,95
26	u_cA(y₁)						5	26	u_cA(y₁)				0	9
27	u_cB(y₁)						1,0	27	u_cB(y₁)				0	1,7
28	u_c(y₁)						6	28	u_c(y₁)				0	9
29	υ_eff						4	29	υ_eff					4
30	U определения поверхностной плотности						15	30	U определения класса компрессии					25
31	Запись результата изм-я, g/m²							31	Класс компрессии
32	350	±	15		P=		0,95					III
33								33	<30	<49,0		<120		<40

Реализация перечисленных требований стандартов осуществляется на основе использования "Руководства по выражению неопределенности измерений" (GUM: 1993) [4]. Как правило, эти требования вызывают определенные трудности у персонала лабораторий.

Учитывая эти обстоятельства в рассматриваемую нами программу, наравне с определением класса компрессии, включены вопросы оценивания неопределенности результатов испытаний.

Рассматриваемая нами программа определяет стандартные неопределенности (СН) результатов измерений m_i, l_i, b_i, рабочей растяжимости x₁, разрывной нагрузки x₂ и растяжимости x₃ по типам A и В.

Неопределенности типа В оценены с учётом: погрешностей взвешивания (± 0,01 g), измерений (± 1 %), вычислений (± 0,1), округления, а также, погрешности цены деления средств измерений и установки расстояния между зажимами [1].

Программа далее вычисляет коэффициенты ∂f / ∂x_j, ∂f / ∂x_L чувствительности (КЧ) оценки ВыхВ изменениям оценок ВхВ xj и x_L, вклада СН ВхВ в суммарная стандартная неопределенность (CСН) типа A и типа B, коэффициенты корреляции (КК) между ВхВ и оценивает их значимость, используя критерии Стьюдента.

После определения всех составляющих неопределенности измерения оценивается их суммарная стандартная неопределенность u_с(у) в соответствии с законом распространения неопределенности [4].

Далее рассчитывается расширенные неопределенности результатов измерений (ячейки F30 и L30) как

U = k·u_с(y), (3)

Где, k –коэффициент охвата, определяемый как коэффициент Стьюдента для эффективного числа степеней свободы υ_eff, вычисляемого по формуле Велча-Саттерсвейта

, (4)

Составление бюджета неопределенности. Для анализа полученных результатов их представляют в виде бюджета неопределенности (табл. 2), который включает в себя список всех ВхВ, их оценок вместе с приписанными им стандартными неопределенностями измерения, коэффициентами чувствительности и числами степеней свободы, результат измерения, суммарную стандартную неопределенность, эффективное число степеней свободы, коэффициент охвата и расширенная неопределенность.

Таблица 2.

Бюджет неопределенности

Вели-чина и её единица Х_i,	Оцен ка, x_i	Тип неопре-деленности	Распре-деление вероят-ностей		Стадартная и ∑-ая неопреде-ленность u(x_i )	Степень свобо- ды υ	Коэф. чувстви-тельности c_i	Вклад неопреде-ленности		Доля в про- центах, %
Входные величины, Х_i
m, g	3,56	Тип А	нормал.	0,3				5,027		83
l, mm	101	Тип А	нормал.	0,7				1,274		5
b, mm	101	Тип А	нормал.	0,8				1,891		12
x₁*, %*	42	Тип А	нормал.	2,4				7,063		61
x₂, N	196,2	Тип А	нормал.	1,0				1,059		1
x₃*, %*	131,8	Тип А	нормал.	1,0				1,005		1
Выходные величины, Y_i
y₁, g/m²	350,4	Тип А	нормал.	6		4	1	2,776	9
КК	III	Тип А	нормал.	9		4		Коэф. охвата	Расшир. неопр.
								2,776	25

Из анализа бюджета неопределенности следует, что суммарная стандартная неопределенность оценивания класса компрессии и поверхностной плотности изделия обусловлена в основном (83 %) стандартной неопределенностью измерения массы исследуемой полоски.

Заключение

1. Испытательным лабораториям предлагаем использовать программу, позволяющая автоматизировать процесс оценивания качества компрессионного трикотажного изделия медицинского назначения – определение их класса компрессии и неопределенности результатов испытаний.

2. Для повышения качества определения класса компрессии и уменьшения неопределенности результатов испытаний в первую очередь повысить точность измерения массы исследуемой полоски.

3. В соответствии с требованиями стандартов [2, 3] и Руководства GUM [4] в сертификатах испытаний необходимо указывать оценки неопределенности испытаний.

Список литературы:
1. ГОСТ 31509:2012 Изделия медицинские эластичные, фиксирующие и компрессионные. Общие технические требования. Методы испытаний.
2. ISO/IEC 17025:2005 General requirement for the competence of testing and calibrating laboratories.
3. O'z DSt ISO/IEC 17025: 2007 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий (ISO/IЕС 17025:2005, IDT)
4. Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement. ISO, Geneva, First Edition. - 1995 -101 p. Пер. с англ. -С.-Пб.: ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, 1999. -126 с.

Информация об авторах