JJF(皖) 99-2020 影像式法接触角测试仪校准规范

(沪苏浙皖)沪苏浙皖地方计量校准规范JJF（皖）99—2020影像法接触角测试仪校准规范CalibrationSpecificationforInstrumentformeasuringcontactanglewithimagemethod2020-10-22发布 2020-11-15实施上海市市场监督管理局苏监理局 发布浙江省市场监督管理局安徽省市场监督管理局JJF（皖）99-2020JJF（皖）99-2020JJF（皖）99-2020影像法接触角测试仪校准规范JJF（皖）99-2020Instrumentformeasuringcontactanglewithimagemethod归口单位：工业和信息化部电子第五研究所华东分所苏州市计量测试院本规范委托江苏省几何量计量专业技术委员会负责解释本规范主要起草人：秦 ））参加起草人：刘 滨江量学究）牛方君（工业和信息化部电子第五研究所华东分所）JJF（皖）99-2020JJF（皖）99-2020PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 录目 录 I引言 II范围 1引用文件 1术语 1概述 2计量特性 2校准条件 3校准项目和校准方法 3复校时间间隔 5附录A标准角度片示意图 6附录B标准角度片溯源方法 7附录C像法接触角测试仪角度示值误差测量不确定度评定 8引 言本规范是针对圆弧法测量的接触角测试仪校准制定的计量技术规范。JJF1071-2010JJFJJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》为基础和依据。本规范为首次发布。JJF（皖）99-2020JJF（皖）99-2020PAGEPAGE1影像法接触角测试仪校准规范1范围本规范适用于基于圆弧法、测量范围6°~180°的影像法接触角测试仪的校准。2引用文件2引用文件本规程引用下列文件：JJF1094-2002测量仪器特性评定GB/T24368-2009玻璃表面疏水污染物检测接触角测量法GB/T30693-2014塑料薄膜与水接触角的测量GB/T30447-2013纳米薄膜接触角测量方法（包括所有修改单）适用于本规范。3术语接触角contactangle接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液体与固-液交界线之间的夹角θ（见图1所示）。气体气体液体θ液体θ固体 固体图1接触角示意图概述影像法接触角测试仪是采用光学显微镜头以及摄像机成像的原理来测量接影像法接触角测试仪广泛应用于材料、电子、光学、石油等行业。①②①②③④⑤1进系统 2图采系统 3光源 4样台 5影分析系统2计量特性角度示值误差示值重复性接触角测试仪的示值重复性应不大于最大允许误差的绝对值。校准条件环境条件校准实验室环境应满足以下要求：温度（20±5）℃、湿度（30~70）%RH。无影响正常校准的外磁场、周围无强烈振动。校准设备主要校准设备见表1。表1校准项目、计量器具一览表序号校准项目主要校准设备1角度示值误差标准角度片°18°U0，2）2示值重复性校准前检查接触角测试仪的外壳、机械调节部件、外露光学元件、按键、电器连接件、显示效果不应有影响正常使用的缺陷。根据接触角测试仪使用说明书要求清洁光学系统元件，如用户有要求，则安装附加光学镜头。在开展校准工作前，应用仪器自带标准器进行自校。角度示值误差起校点可适当增加，但最小校准点不能大于30°，后续校准点在180°范围内均5个点，也可根据客户要求适当增加校准点。角度示值误差校准方法调整工作台水平，与光轴平行；3；图3标准片放置图304A（B）ABθ6θθAB4角度示值误差计算角度示值误差按公式1计算δθ=θ-（1）δθ——角度示值误差；θ——接触角测试仪测得角度示值平均值；θ0——角度标准片标准角度值。角度示值重复性计算任意一点的六次测量结果，用极差法计算其角度示值重复性，取各校准点的最大值为最终结果。按公式3计算Δ=θmax-θminθ C

（2）Δθ——角度示值重复性；θmax——接触角测试仪角度示值最大值；θmin——接触角测试仪角度示值最小值；C——极差系数，6次测量时为2.53。复校时间间隔复校时间间隔由用户根据实际使用情况自主决定，建议不超过1年。附录A

90° 6° 10° 15° 30° 45° 90° 6° 10° 15° 30° 45° 60° 75°120°150° 170°A.1A.2附录B标准角度片溯源方法根据附录A玻璃标准角度片所示，其溯源方法如下：使用高精度影像仪器测量，先将角度片待测图像调整至合适位置，保持图像清晰。图B.13C2，C3）CADABB.1计算角度值。180-∠AC1B∠AC2B∠AC3B3

（B.1）附录C概述

像法接触角测试仪角度示值误差测量不确定度评定依据本校准规范，用标准片测量一台分辨率为0.01°的接触角测试仪。测量模型0δθ——角度示值误差；θ——接触角测试仪测得角度示值平均值；θ——角度标准片标准角度值。0按照，

u2y)fu2x) 则2c xi2 iu2)c2u2)c2u2) 1 2 0cf1 -

f0

1由上式可见测量结果带来的误差包括接触角测试仪的测量重复性和标准片角度误差，测量不确定度需要考虑：1u-u；1u0u23)被检仪器分辨率引入的标准不确定度分量：u3接触角测试仪的测量重复性引入的标准不确定度分量和分辨率引入的标准不确定度分类取大值。以上标准不确定度分量互不相关。不确定度分量评定测量重复性引入的标准不确定度分量以6°、30°、60°、90°、120°、150°角度示例，分别进行六次测量，根据下列公式计算平均值的标准偏差。JJF（皖）99-202066CsRu166CsR其中，R为六次测量的最大值与最小值之差，C为极差系数,6次测量时为2.53。C.1次数角度（°）123456su165.935.855.785.885.986.000.0870.0363030.0030.1730.0130.0130.1430.120.0670.0276060.0260.0559.9759.9960.0359.990.0320.0139090.0490.1390.0889.9889.9890.100.0590.024120120.02120.00120.04119.90120.11120.060.0840.034150150.34150.32150.39150.16150.19150.090.1190.048标准片角度示值误差引入的标准不确定度分量用复合式影像测量仪测量标准片的示值误差，扩展不确定度为U=0.05°，k=2，则u0.052 2

0.025230.01

u3

0.003由于重复性引起的标准不确定度分量已包含分辨率引入的标准不确定度分量，故两者取大值即可。不确定度分量一览表表C.2标准不确定度分量u(i)不确定度来源标准不确定度ci|ci|u(i)u1测量重复性s61s6u2标准片角度误差0.025°-10.025°9JJF（皖）99-2020合成标准不确定度以上各项标准不确定度分量互不相关，故合成标准不确定度为：cucu2cu21122扩展不确定度取包含因子k=2，则扩展不确定度：U=k·u,详见附表3表C.3角度（°）测量重复性引入的不确定度u（°）标准片示值误差引入的不确定度u