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日々のテストにおいて、装置自体の精度パラメータに加えて、サンプルサイズの測定がテスト結果に与える影響を考慮したことがありますか?この記事では、標準と特定のケースを組み合わせて、いくつかの一般的な材料のサイズ測定についていくつかの提案を示します。

1.サンプルサイズの測定誤差はテスト結果にどの程度影響しますか?

まず、誤差によって生じる相対誤差がどのくらいの大きさであるか。たとえば、同じ 0.1mm の誤差の場合、サイズが 10mm の場合、誤差は 1%、サイズが 1mm の場合、誤差は 10% になります。

次に、サイズが結果にどの程度影響するかです。曲げ強度の計算式では、幅は結果に一次影響を与え、厚さは結果に二次影響を与えます。相対誤差が同じ場合、厚さが結果に与える影響は大きくなります。
例えば、曲げ試験片の標準的な幅は10mm、厚さは4mmで、曲げ弾性率は8956MPaです。実際のサンプルサイズを入力すると、幅は 9.90mm、厚さは 3.90mm となり、曲げ弾性率は 9741MPa となり、9% 近く増加します。

2.一般的な試料サイズ測定装置の性能は何ですか?

現在最も一般的な寸法測定器は、主にマイクロメーター、ノギス、シックネスゲージなどです。

通常のマイクロメータの範囲は一般に30mmを超えず、分解能は1μm、最大指示誤差は約±(2~4)μmです。高精度マイクロメーターの分解能は0.1μmに達し、最大指示誤差は±0.5μmです。

マイクロメータには一定の測定力値が内蔵されており、各測定で一定の接触力条件での測定結果が得られるため、硬い材料の寸法測定に適しています。

従来のノギスの測定範囲は一般に300mm以下、分解能は0.01mm、最大指示誤差は±0.02～0.05mm程度です。一部の大型ノギスでは測定範囲が1000mmに達しますが、誤差も大きくなります。

キャリパーのクランプ力値はオペレータの操作に依存します。同じ人の測定結果は一般に安定していますが、人が異なれば測定結果にはある程度の差異が生じます。硬質材料の寸法測定や一部の大型軟質材料の寸法測定に適しています。

厚さゲージの移動量、精度、分解能は一般にマイクロメータと同様です。これらの装置も一定の圧力を提供しますが、圧力は上部の荷重を変更することで調整できます。一般に、これらの装置は柔らかい材料の測定に適しています。

3.適切な試料サイズ測定器を選択するにはどうすればよいですか?

寸法測定装置を選択する際の鍵は、代表的で再現性の高い試験結果が得られることを保証することです。最初に考慮する必要があるのは、範囲と精度という基本パラメータです。また、マイクロメーターやノギスなどの一般的な寸法測定器は接触式測定器です。一部の特殊な形状や柔らかいサンプルの場合は、プローブの形状や接触力の影響も考慮する必要があります。実際、多くの規格が寸法測定装置に対応する要件を提示しています。ISO 16012:2015 では、射出成形スプラインの場合、射出成形試験片の幅と厚さを測定するためにマイクロメーターまたはマイクロメーター厚さゲージを使用できると規定しています。機械加工された試験片にはノギスや非接触測定器も使用できます。寸法測定結果が 10mm 未満の場合、精度は ±0.02mm 以内である必要があり、寸法測定結果が 10mm 以上の場合、精度要件は ±0.1mm です。 GB/T 6342 は発泡プラスチックおよびゴムの寸法測定方法を規定しています。一部のサンプルでは、​​マイクロメーターとノギスの使用が許可されていますが、サンプルに大きな力が加わり、不正確な測定結果が生じることを避けるために、マイクロメーターとノギスの使用は厳しく規定されています。さらに、厚さが 10mm 未満のサンプルの場合、この規格ではマイクロメーターの使用も推奨していますが、接触応力については 100±10Pa という厳しい要件があります。

GB/T 2941 はゴムサンプルの寸法測定方法を規定しています。厚さ 30mm 未満のサンプルの場合、規格ではプローブの形状が直径 2mm ～ 10mm の円形の平らな押え足であると規定されていることに注意してください。硬度が 35 IRHD 以上のサンプルの場合、適用荷重は 22±5kPa であり、硬度が 35 IRHD 未満のサンプルの場合、適用荷重は 10±2kPa です。

4.一般的な材料にはどのような測定機器が推奨されますか?

A. プラスチック引張試験片の場合は、マイクロメーターを使用して幅と厚さを測定することをお勧めします。

B. ノッチ付き衝撃試験片の場合、分解能 1μm のマイクロメーターまたは厚さゲージを測定に使用できますが、プローブの底部の円弧の半径は 0.10 mm を超えてはなりません。

C. フィルムサンプルの場合、厚さの測定には分解能が 1μm を超える厚さ計を推奨します。

D. ゴム引張試験片の場合、厚さを測定するには厚さゲージを推奨しますが、プローブ面積と荷重に注意を払う必要があります。

E. 発泡体の厚みが薄い場合は、専用の厚みゲージを使用して厚みを測定することをお勧めします。

5. 寸法を測定する際、機器の選択に加えて、他にどのような考慮事項を考慮する必要がありますか?

一部の試験片の測定位置は、試験片の実際のサイズを表すとみなされる必要があります。

たとえば、射出成形された曲線スプラインの場合、スプライン側面の抜き勾配は 1° 以下であるため、幅の最大値と最小値の間の誤差は 0.14mm に達する可能性があります。

また、射出成形試験片は熱収縮があり、試験片の中央部と端部での測定では大きな差が生じるため、関連する規格で測定位置も規定されています。例えば、ISO 178では、試験片幅の測定位置は厚さ中心線から±0.5mm、厚さ測定位置は幅中心線から±3.25mmと規定されています。

寸法が正しく測定されていることを確認することに加えて、人為的な入力ミスによって引き起こされる間違いを防ぐことにも注意を払う必要があります。