第二节 抽样与检测基础

一、抽样

纺织品的抽样是按照标准或协议规定，随机地从生产厂或仓库的一批同质产品中抽取一定数量、有代表性的样本，进行测试、分析和评定该批产品质量的活动。抽样的目的在于用尽可能少的样本所反映的质量状况推断整批产品的质量水平，节省时间、费用和劳动力。

检验结果的代表性取决于样本试样量的大小和抽样方法。试样量越大，试样中所含个体数量越多，所测结果就越接近总体的真值。抽样数量可根据协议规定或相关标准来确定。但不管所取试样量有多大，所用仪器如何准确，如果取样方法缺乏代表性，则其检测结果自然是不可信的。要保证试样对总体的代表性，就要采用合理的抽样方法，既要尽量避免抽样的系统误差，又要尽量减少随机误差。因此，一般采用随机抽样。常用的随机抽样方法有四种：纯随机抽样、系统抽样、代表性抽样和阶段性抽样。

（一）纯随机抽样

纯随机抽样，指从总体中抽取若干个样品，保证总体中每个单位产品被抽到的机会相等，这种取样也称为简单随机抽样。纯随机抽样对总体不经过任何分组排队，完全凭着偶然的机会从中抽取。从理论上讲，纯随机抽样最符合取样的随机原则，因此，它是取样的基本形式。

（二）系统抽样

系统抽样，又称等距抽样，是纯随机抽样的变种。在系统抽样中，先将总体按一定的标志相继编号，然后根据样本含量大小，规定抽样间隔，按照一定间隔，从根据一定顺序排列起来的总体单位中抽取样本。系统抽样要防止周期性偏差，因为它会降低样本的代表性。

（三）代表性抽样

代表性抽样，指首先将调查对象的总体单位按照一定的标准分成各种不同的类别（组），然后根据各类别（组）的单位数与总体单位数的比例确定从各类别（组）中抽取样本的数量，最后按照随机原则从各类（组）中抽取样本。

（四）阶段性抽样

阶段性抽样，指先从总体中取出若干个子样，然后再从子样中抽取试样。从一批产品中取得试样可分为三个阶段：批样、样品和试样。

1.批样

批样，指从待检验的整批产品中按纯随机抽样取得一定数量的包数（箱数）。

2.样品

样品，指从批样中用适当的方法抽取一定数量成试验室用的样品。

3.试样

试样，指从试验室样品中，按一定的方法取得试验用的一定数量的样品。

二、测试环境与试样准备

（一）纺织品测试用标准大气

环境温湿度对纺织品的物理机械性能影响很大，为保证纺织品在不同的环境条件下测得的结果具有可比性、重现性，纺织品测试必须在统一的环境条件下进行。

国际标准中规定的标准大气条件：温度（T）为20℃（热带为27℃），相对湿度为65%，大气压力为86～106kPa，视各国地理环境而定。

我国标准GB/T 6529—2008《纺织品调湿和试验用标准大气》，规定的标准大气条件为1个标准大气压，即101.3kPa（760mmHg柱），温、湿度及其波动范围如下：

一级标准：温带温度（20±2）℃、热带温度（27±2）℃，相对湿度（65±2）%；

二级标准：温带温度（20±2）℃、热带温度（27±2）℃，相对湿度（65±3）%；

三级标准：温带温度（20±2）℃、热带温度（27±2）℃，相对湿度（65±5）%。

仲裁检验应采用一级标准大气条件，常规检验用二级标准大气条件，要求不高的检验可用三级标准大气条件。

（二）试样的调湿与预调湿

样品放在空气中会不断地进行吸湿和放湿，当样品在大气条件一定的环境下放置一定时间后，吸湿和放湿作用会逐渐减小，最后达到平衡状态，此时样品的回潮率称为平衡回潮率。大气条件发生变化，其平衡回潮率会发生变化。随着样品平衡回潮率的变化，其物理机械性能也会发生变化。因此，在测试纺织品物理机械性能前，应将检测样品放置在标准大气中一定时间，以使样品的回潮率与标准大气达到平衡，这种处理过程称为调湿。

调湿平衡终点的确定，除试验方法中另有规定外，通常到该样品每隔2h连续称重的质量递变量不大于0.25%时为止，或每隔30min连续称重的质量递变量不超过0.1%，则可认为达到平衡状态。若不按上述方法验证，通常，一般纺织材料调湿24h以上即可，合成纤维调湿4h 以上即可。调湿期间应注意让空气畅行无阻地通过调湿试样，且调湿过程不能间断，若被迫间断必须重新按规定调湿。

纺织材料在相同条件下由放湿过程达到平衡比由吸湿过程达到平衡时的平衡回潮率高，这种因吸湿滞后现象带来的平衡回潮率误差，会影响纺织材料性能的测试结果。为了消除吸湿滞后现象影响其检测结果，检测样品的调湿平衡统一规定为吸湿平衡。所以当样品在调湿前比较潮湿时（实际回潮率接近或高于标准大气下的平衡回潮率），为了确保样品能在吸湿状态下达到调湿平衡，需要进行预调湿。

预调湿的目的是降低样品的回潮率，通常是在调湿之前将试样放置于相对湿度为10%～25%且温度不超过50℃的大气中进行预烘处理，样品在上述环境中每隔2h连续称重的质量递变量不大于0.5%，即可完成预调湿。一般预调湿4h就可达到要求。

（三）试样的准备

试样是从抽样获得的样本中按照规定方法制备的供测试使用的样品。制备试样时，要充分考虑其代表性。对于服装材料来说，试样裁取是否有代表性，关系到检测结果的准确程度。试验室样品的裁取应避开布端（匹头），一般要求在距离布端至少2m以上的部位随机裁取一定长度的整幅织物，所取样品应平整、无皱、无明显疵点，其长度和花型能保证试样的合理排列。

将试验室样品按规定进行预调湿和调湿处理后，在试验室样品上距离布边1/10幅宽以上处剪取试样，幅宽超过100cm时，距布边10cm以上即可。为了在有限的样品上获取尽可能多的信息，试样剪取通常采用梯形法，即经向和纬向的各试样均不含有相同的经纬纱线，或至少保证其试验方向不得含有相同经纬纱线而非试验方向不含完全相同的经纬纱线。在试验要求不太高的情况下，可采用平行排列法，保证试验方向不含相同经或纬纱线，而另一方向可以相同。但应注意试样横向为试验方向时，不能采用竖向的平行排列法。

试样准备一般指纺织品试样测试前的调湿和可能需要的预调湿处理。当试样沾有油污或附有加工中加入的表面活性剂、浆料、合成树脂等物质，而影响该试样的调湿或特性测试结果时，必须采用适当的方法，选择适当的溶剂，除去这些黏附物，这种处理称为试样精制或试样净化。因此，试样精制也是试样准备的一项重要内容。可见，控制试验环境、做好试样准备、科学地抽样以及测试结果处理，都是确保纺织品质量分析与检测结果准确性的基础工作。

三、检测方法

纺织品检测常用方法有两大类：感官检测和仪器检测。

（一）感官检测

感官检测，指依靠人的感觉器官来评价质量特性的检测。主要用于目前缺乏技术仪器测量的质量特性，常用于纺织品手感、颜色、光泽、形态、杂质、疵点、气味等质量特性的检测。其优点是快速、简便、不需要特别的仪器；缺点是容易受检验者的经验、技术、情绪、环境的影响，且难以量化。

（二）仪器检测

仪器检测，指利用各种仪器对纺织品的质量特性进行检测。常用的检测仪器有：天平、显微镜、HVI大容量棉纤维测试仪、测色仪、烘箱、棉纤维长度仪、棉纤维成熟度仪、棉纤维回潮率仪、棉纤维强力仪、纱线条干仪、织物密度镜、织物强力仪、织物风格仪、织物耐磨仪等。

四、检测数据的误差

纺织品检验时，测得大量的试验数据，由于测量仪表、方法、环境和人的观察方面的原因，实验数据都只是在一定准确度下的一个近似值，而不是真值。在测量时，这个检测值与真值的相差程度就是误差。

（一）误差的来源

误差的来源主要有测量方法误差、仪器误差、环境条件误差、人员操作误差和抽样误差等。

1.测量方法误差

测量方法误差，指所使用的测量方法不当，或测量所依据的理论不严密，或对测量计算公式不进行适当简化等原因造成的误差，方法误差也称为理论误差。

2.仪器误差

仪器误差，指由于设计、制造、装配、检定等不够完善，以及仪器使用过程中元器件老化、机械部件磨损、疲劳等因素而使测量仪器设备带有的误差。

3.环境条件误差

环境条件误差，指各种环境因素与测试要求条件不一致而造成的误差。对于电子测量而言，最主要的影响因素是环境温湿度、电源电压和电磁干扰等。当环境条件符合要求时，影响误差通常可不予考虑。但在精密测量及计量中，需根据测量现场的温度、湿度、电源电压等影响数值求出各项影响误差，以便根据需要做进一步数据处理。

4.人员操作误差

人员操作误差，主要指由于测量者感官的分辨能力、视觉疲劳、固有习惯等对测量中的现象与结果判断不准确而造成的误差。

5.抽样误差

抽样误差，指由于总体中个体性质的离散性，取样方法不当、取样代表不够和试验个体数不足等原因产生的误差。抽样误差是除仪器误差外，另一个影响测量结果准确性的重要因素，它取决于试样的大小和抽样方法。

（二）误差的分类

各种误差虽然来源和表现形式有所不同，但就其性质而言，可分为系统误差、随机误差和粗大误差。

1.系统误差

在相同条件下，对同一被测物进行多次重复测试时，其固定或按一定规律变化的误差称为系统误差。

2.随机误差

在相同条件下，对同一被测物进行多次重复测试时，受偶然因素影响而出现的没有一定规律的误差。

3.粗大误差

在一定的测量条件下，测得值明显偏离实际值所形成的误差称为粗大误差，也称为过失误差，简称粗差。

（三）误差的表达方式

误差的表达方式有绝对误差和相对误差两种。

1.绝对误差

绝对误差，指测量值与真值的差值。绝对误差的数值不确定，不可预计。它既包括随机的因素，也包括系统的因素，还包括人为的因素和意外的因素等。绝对误差具有与被测量相同的单位。其值可为正，亦可为负。

2.相对误差

相对误差，指绝对误差与真值的比值，用百分数来表示，相对误差用来说明测量精度的高低。

五、检测数据的记录

纺织品检测过程会产生大量的数据，需要及时记录下来，以便于计算分析。检测数据是出具检验报告的依据。所以要求检验记录必须真实、完整、齐全，书写清晰、工整、规范。检测记录一般有专门格式的表格，要按表格要求填写。同时也要注意数值修约，即针对某一表示测量结果的数值，根据保留位数的要求，将多余的数字进行取舍，按照一定的规则，选取一个近似数（修约数）来代替原来的数。

（一）有效数字

有效数字，指在分析和测量中所能得到的有实际意义的数字。测量结果是由有效数字组成的（前后定位用的“0”除外）。如测量结果为1.2050g，组成数字即是1、2、0、5、0都是实际测试读到的，它们表示试样质量的大小，因而都是有实际意义的。有效数字的前几位都是准确数字，只有最后一位是可疑数字。是在没有刻度的情况下估读出来的，是不准确或者可疑的。

在确定有效数字位数时应遵循下列原则：

（1）数值中数字1～9都是有效数字。

（2）“0”在数字前，仅起定位作用，不是有效数字。

（3）数值中间、数值末尾的“0”属于有效数字。

（4）以“0”结尾的正整数，“0”是不是有效数字不确定，应根据测试结果的准确度来确定。

（二）数字修约规则

对不同的检测项目根据其精度要求，对记录的原始数据，按GB/T 8170—2008《数值修约规则与极限数值的表示和判定》进行修约。修约规则如下：

（1）拟舍弃数字的最左一位数字小于5时，则舍去，即保留的各位数字不变。

（2）拟舍弃数字的最左一位数字大于5，或者是5，而其后跟有并非全部为0的数字时，则进一，即保留的末位数字加1。

（3）拟舍弃数字的最左一位数字为5，而右面无数字或皆为0时，若所保留的末位数字为奇数（1，3，5，7，9）则进一，为偶数（2，4，6，8，0）则舍弃。

（4）负数修约时，先将它的绝对值按上述规定进行修约，然后在修约值前面加上负号。

数字修约口诀：四舍六入五考虑，五后非零应进一，五后皆零视前位，五前为偶应舍去，五前为奇则进一，整数修约原则同，不要连续做修约。