اخبار

در تست روزانه، علاوه بر پارامترهای دقت خود تجهیزات، آیا تا به حال تاثیر اندازه گیری حجم نمونه بر نتایج آزمایش را در نظر گرفته اید؟ این مقاله استانداردها و موارد خاص را برای ارائه پیشنهاداتی در مورد اندازه گیری اندازه برخی از مواد رایج ترکیب می کند.

1. خطا در اندازه گیری حجم نمونه چقدر بر نتایج آزمایش تأثیر می گذارد؟

اول اینکه خطای نسبی ناشی از خطا چقدر بزرگ است. به عنوان مثال، برای همان خطای 0.1 میلی متر، برای اندازه 10 میلی متر، خطا 1٪ و برای اندازه 1 میلی متر، خطا 10٪ است.

دوم اینکه اندازه چقدر روی نتیجه تاثیر دارد. برای فرمول محاسبه مقاومت خمشی، عرض تأثیر مرتبه اول بر نتیجه دارد، در حالی که ضخامت تأثیر مرتبه دوم بر نتیجه دارد. وقتی خطای نسبی یکسان باشد، ضخامت تاثیر بیشتری بر نتیجه دارد.
به عنوان مثال، عرض و ضخامت استاندارد نمونه آزمایش خمشی به ترتیب 10 میلی متر و 4 میلی متر است و مدول خمش 8956 مگاپاسکال است. هنگامی که اندازه نمونه واقعی وارد می شود، عرض و ضخامت به ترتیب 9.90 میلی متر و 3.90 میلی متر است، مدول خمش 9741 مگاپاسکال می شود که نزدیک به 9٪ افزایش می یابد.

2. عملکرد تجهیزات اندازه گیری اندازه نمونه معمولی چیست؟

رایج ترین تجهیزات اندازه گیری ابعاد در حال حاضر عمدتاً میکرومترها، کولیس ها، ضخامت سنج ها و غیره هستند.

محدوده میکرومترهای معمولی معمولاً از 30 میلی متر تجاوز نمی کند، وضوح 1μm است و حداکثر خطای نشانگر حدود ± (2~4)μm است. وضوح میکرومترهای با دقت بالا می تواند به 0.1μm برسد و حداکثر خطای نشانگر ±0.5μm است.

میکرومتر دارای مقدار نیروی اندازه گیری ثابت داخلی است و هر اندازه گیری می تواند نتیجه اندازه گیری را تحت شرایط نیروی تماس ثابت بدست آورد که برای اندازه گیری ابعاد مواد سخت مناسب است.

محدوده اندازه گیری یک کولیس معمولی معمولاً بیش از 300 میلی متر نیست، با وضوح 0.01 میلی متر و حداکثر خطای نشانگر حدود 0.02 ± 0.05 میلی متر. برخی از کولیس های بزرگ می توانند به محدوده اندازه گیری 1000 میلی متر برسند، اما خطا نیز افزایش می یابد.

مقدار نیروی گیره کولیس به عملکرد اپراتور بستگی دارد. نتایج اندازه گیری یک فرد به طور کلی پایدار است و بین نتایج اندازه گیری افراد مختلف تفاوت مشخصی وجود خواهد داشت. برای اندازه گیری ابعاد مواد سخت و اندازه گیری ابعاد برخی از مواد نرم با اندازه بزرگ مناسب است.

حرکت، دقت و وضوح یک ضخامت سنج به طور کلی شبیه به یک میکرومتر است. این دستگاه ها همچنین فشار ثابتی را ارائه می دهند، اما با تغییر بار در قسمت بالایی، می توان فشار را تنظیم کرد. به طور کلی این دستگاه ها برای اندازه گیری مواد نرم مناسب هستند.

3. چگونه تجهیزات اندازه گیری اندازه نمونه مناسب را انتخاب کنیم؟

کلید انتخاب تجهیزات اندازه گیری ابعادی این است که اطمینان حاصل شود که نتایج آزمایش نماینده و بسیار تکرارپذیر می تواند به دست آید. اولین چیزی که باید در نظر بگیریم پارامترهای اساسی است: برد و دقت. علاوه بر این، تجهیزات اندازه گیری ابعادی رایج مانند میکرومترها و کولیس ها تجهیزات اندازه گیری تماسی هستند. برای برخی از اشکال خاص یا نمونه های نرم، باید تأثیر شکل پروب و نیروی تماس را نیز در نظر بگیریم. در واقع، بسیاری از استانداردها الزامات مربوطه را برای تجهیزات اندازه‌گیری ابعادی مطرح کرده‌اند: ISO 16012:2015 تصریح می‌کند که برای اسپلاین‌های قالب‌گیری تزریقی، می‌توان از میکرومتر یا میکرومتر ضخامت سنج برای اندازه‌گیری عرض و ضخامت نمونه‌های قالب‌گیری تزریقی استفاده کرد. برای نمونه های ماشینکاری شده نیز می توان از کولیس و تجهیزات اندازه گیری غیر تماسی استفاده کرد. برای نتایج اندازه‌گیری ابعادی کمتر از 10 میلی‌متر، دقت باید در 0.02 ± میلی‌متر باشد و برای نتایج اندازه‌گیری ابعادی ≥10 میلی‌متر، دقت مورد نیاز 0.1 ± میلی‌متر است. GB/T 6342 روش اندازه گیری ابعادی را برای پلاستیک های فوم و لاستیک مشخص می کند. برای برخی از نمونه‌ها، میکرومترها و کولیس‌ها مجاز هستند، اما استفاده از میکرومتر و کولیس برای جلوگیری از قرار گرفتن نمونه در معرض نیروهای زیاد و در نتیجه نتایج اندازه‌گیری نادرست، به شدت مقرر شده است. علاوه بر این، برای نمونه‌هایی با ضخامت کمتر از 10 میلی‌متر، استاندارد استفاده از میکرومتر را نیز توصیه می‌کند، اما برای تنش تماسی که 10±100 پاسکال است، الزامات سخت‌گیری دارد.

GB/T 2941 روش اندازه گیری ابعادی را برای نمونه های لاستیکی مشخص می کند. شایان ذکر است که برای نمونه‌های با ضخامت کمتر از 30 میلی‌متر، استاندارد مشخص می‌کند که شکل پروب یک پایه فشار تخت دایره‌ای با قطر 2 میلی‌متر تا 10 میلی‌متر است. برای نمونه هایی با سختی IRHD ≥35، بار اعمال شده 5±22 کیلو پاسکال و برای نمونه هایی با سختی کمتر از 35 IRHD، بار اعمال شده 2±10 کیلو پاسکال است.

4. چه تجهیزات اندازه گیری را می توان برای برخی از مواد رایج توصیه کرد؟

الف. برای نمونه های کششی پلاستیکی، استفاده از میکرومتر برای اندازه گیری عرض و ضخامت توصیه می شود.

ب. برای نمونه‌های ضربه‌دار بریدگی، می‌توان از یک میکرومتر یا ضخامت‌سنج با وضوح 1 میکرومتر برای اندازه‌گیری استفاده کرد، اما شعاع قوس در پایین پروب نباید از 0.10 میلی‌متر تجاوز کند.

ج. برای نمونه های فیلم، یک ضخامت سنج با وضوح بهتر از 1μm برای اندازه گیری ضخامت توصیه می شود.

D. برای نمونه های کششی لاستیکی، یک ضخامت سنج برای اندازه گیری ضخامت توصیه می شود، اما باید به منطقه و بار پروب توجه شود.

E. برای مواد فوم نازک تر، یک ضخامت سنج اختصاصی برای اندازه گیری ضخامت توصیه می شود.

5. علاوه بر انتخاب تجهیزات، چه ملاحظات دیگری در اندازه گیری ابعاد باید رعایت شود؟

موقعیت اندازه گیری برخی از نمونه ها باید برای نشان دادن اندازه واقعی نمونه در نظر گرفته شود.

به عنوان مثال، برای اسپلاین های منحنی قالب گیری تزریقی، زاویه کشش بیش از 1 درجه در سمت اسپلین وجود نخواهد داشت، بنابراین خطای بین مقادیر حداکثر و حداقل عرض می تواند به 0.14 میلی متر برسد.

علاوه بر این، نمونه‌های قالب‌گیری تزریقی دارای انقباض حرارتی هستند و بین اندازه‌گیری در وسط و لبه نمونه تفاوت زیادی وجود دارد، بنابراین استانداردهای مربوطه موقعیت اندازه‌گیری را نیز مشخص می‌کنند. به عنوان مثال، ISO 178 مستلزم آن است که موقعیت اندازه گیری عرض نمونه ± 0.5 میلی متر از خط مرکزی ضخامت باشد و موقعیت اندازه گیری ضخامت 3.25 ± میلی متر از خط مرکزی عرض باشد.

علاوه بر حصول اطمینان از اینکه ابعاد به درستی اندازه گیری می شوند، همچنین باید مراقب بود که از خطاهای ناشی از خطاهای ورودی انسانی جلوگیری شود.