Zvažovali jste někdy při každodenním testování kromě parametrů přesnosti samotného zařízení vliv měření velikosti vzorku na výsledky testu? Tento článek kombinuje normy a konkrétní případy, aby poskytl několik návrhů na měření velikosti některých běžných materiálů.
1.Jak moc chyba v měření velikosti vzorku ovlivňuje výsledky testu?
Za prvé, jak velká je relativní chyba způsobená chybou. Například pro stejnou chybu 0,1 mm je pro velikost 10 mm chyba 1 % a pro velikost 1 mm je chyba 10 %;
Za druhé, jak velký vliv má velikost na výsledek. U vzorce pro výpočet pevnosti v ohybu má šířka vliv prvního řádu na výsledek, zatímco tloušťka má vliv druhého řádu na výsledek. Když je relativní chyba stejná, tloušťka má větší vliv na výsledek.
Například standardní šířka a tloušťka zkušebního vzorku v ohybu jsou 10 mm a 4 mm a modul ohybu je 8956 MPa. Když je zadána skutečná velikost vzorku, šířka a tloušťka jsou 9,90 mm a 3,90 mm, modul ohybu bude 9741 MPa, což je nárůst o téměř 9 %.
2.Jaký je výkon běžného zařízení pro měření velikosti vzorku?
Nejrozšířenějším zařízením pro měření rozměrů jsou v současnosti především mikrometry, posuvná měřítka, tloušťkoměry atd.
Rozsah běžných mikrometrů obecně nepřesahuje 30 mm, rozlišení je 1μm a maximální chyba indikace je asi ±(2~4)μm. Rozlišení vysoce přesných mikrometrů může dosáhnout 0,1μm a maximální chyba indikace je ±0,5μm.
Mikrometr má vestavěnou hodnotu konstantní měřicí síly a každé měření může získat výsledek měření za podmínky konstantní kontaktní síly, která je vhodná pro měření rozměrů tvrdých materiálů.
Měřicí rozsah konvenčního posuvného měřítka obecně není větší než 300 mm, s rozlišením 0,01 mm a maximální chybou indikace asi ±0,02~0,05 mm. Některá velká posuvná měřítka mohou dosahovat měřicího rozsahu 1000 mm, ale také se zvýší chyba.
Hodnota upínací síly třmenu závisí na činnosti operátora. Výsledky měření stejné osoby jsou obecně stabilní a mezi výsledky měření různých lidí bude určitý rozdíl. Je vhodný pro rozměrové měření tvrdých materiálů a rozměrové měření některých velkých měkkých materiálů.
Dráha, přesnost a rozlišení tloušťkoměru jsou obecně podobné jako u mikrometru. Tato zařízení také poskytují konstantní tlak, ale tlak lze upravit změnou zatížení na horní straně. Obecně jsou tato zařízení vhodná pro měření měkkých materiálů.
3.Jak vybrat vhodné zařízení pro měření velikosti vzorku?
Klíčem k výběru zařízení pro měření rozměrů je zajistit, aby bylo možné získat reprezentativní a vysoce opakovatelné výsledky zkoušek. První věc, kterou musíme zvážit, jsou základní parametry: dosah a přesnost. Kromě toho běžně používaná zařízení pro měření rozměrů, jako jsou mikrometry a posuvná měřítka, jsou kontaktní měřicí zařízení. U některých speciálních tvarů nebo měkkých vzorků bychom měli zvážit také vliv tvaru sondy a kontaktní síly. Ve skutečnosti mnoho norem předložilo odpovídající požadavky na zařízení pro měření rozměrů: ISO 16012:2015 stanoví, že pro vstřikované drážkování lze použít mikrometry nebo mikrometrické tloušťkoměry k měření šířky a tloušťky vstřikovaných vzorků; pro opracované vzorky lze také použít posuvná měřítka a bezkontaktní měřicí zařízení. Pro výsledky měření rozměrů <10 mm musí být přesnost v rozmezí ±0,02 mm a pro výsledky měření rozměrů ≥10 mm je požadavek na přesnost ±0,1 mm. GB/T 6342 stanoví metodu měření rozměrů pro pěnové plasty a pryž. U některých vzorků jsou povoleny mikrometry a posuvná měřítka, ale použití mikrometrů a posuvných měřítek je přísně stanoveno, aby se zabránilo vystavení vzorku velkým silám, což má za následek nepřesné výsledky měření. Kromě toho pro vzorky o tloušťce menší než 10mm norma také doporučuje použití mikrometru, ale má přísné požadavky na kontaktní napětí, které je 100±10Pa.
GB/T 2941 specifikuje metodu měření rozměrů pro vzorky pryže. Stojí za zmínku, že pro vzorky o tloušťce menší než 30 mm norma specifikuje, že tvar sondy je kruhová plochá přítlačná patka o průměru 2 mm~10 mm. Pro vzorky s tvrdostí ≥35 IRHD je aplikované zatížení 22±5kPa a pro vzorky s tvrdostí menší než 35 IRHD je aplikované zatížení 10±2kPa.
4.Jaké měřicí zařízení lze doporučit pro některé běžné materiály?
A. U plastových tahových vzorků se doporučuje použít k měření šířky a tloušťky mikrometr;
B. Pro vzorky s vrubovým nárazem lze pro měření použít mikrometr nebo tloušťkoměr s rozlišením 1μm, ale poloměr oblouku na spodní straně sondy by neměl přesáhnout 0,10 mm;
C. Pro vzorky filmu se pro měření tloušťky doporučuje tloušťkoměr s rozlišením lepším než 1μm;
D. U pryžových tahových vzorků se pro měření tloušťky doporučuje tloušťkoměr, ale pozornost by měla být věnována oblasti sondy a zatížení;
E. Pro tenčí pěnové materiály se pro měření tloušťky doporučuje speciální tloušťkoměr.
5. Jaké další úvahy je třeba vzít při měření rozměrů kromě výběru zařízení?
Poloha měření některých vzorků by měla být považována za reprezentující skutečnou velikost vzorku.
Například pro vstřikované zakřivené drážky nebude na straně drážky úhel úkosu větší než 1°, takže chyba mezi maximální a minimální hodnotou šířky může dosáhnout 0,14 mm.
Vstřikované vzorky budou mít navíc tepelné smrštění a bude velký rozdíl mezi měřením uprostřed a na okraji vzorku, takže příslušné normy budou specifikovat i polohu měření. Například ISO 178 vyžaduje, aby poloha měření šířky vzorku byla ±0,5 mm od středové osy tloušťky a poloha měření tloušťky byla ±3,25 mm od středové osy šířky.
Kromě zajištění správného měření rozměrů je třeba dbát také na to, aby se předešlo chybám způsobeným chybami lidského vstupu.
Čas odeslání: 25. října 2024