Czy w codziennych testach, oprócz parametrów dokładności samego sprzętu, zastanawiałeś się kiedyś nad wpływem pomiaru wielkości próbki na wyniki testu? W tym artykule połączono standardy i konkretne przypadki, aby przedstawić sugestie dotyczące pomiaru wielkości niektórych popularnych materiałów.
1.Jak duży wpływ na wyniki badania ma błąd pomiaru wielkości próbki?
Po pierwsze, jak duży jest błąd względny spowodowany błędem. Na przykład dla tego samego błędu 0,1 mm dla rozmiaru 10 mm błąd wynosi 1%, a dla rozmiaru 1 mm błąd wynosi 10%;
Po drugie, jak duży wpływ ma rozmiar na wynik. W przypadku wzoru obliczania wytrzymałości na zginanie szerokość ma wpływ na wynik pierwszego rzędu, podczas gdy grubość ma wpływ drugiego rzędu. Gdy błąd względny jest taki sam, grubość ma większy wpływ na wynik.
Na przykład standardowa szerokość i grubość próbki do badania zginania wynoszą odpowiednio 10 mm i 4 mm, a moduł zginania wynosi 8956 MPa. Po wprowadzeniu rzeczywistego rozmiaru próbki, szerokość i grubość wynoszą odpowiednio 9,90 mm i 3,90 mm, moduł zginania wynosi 9741 MPa, co oznacza wzrost o prawie 9%.
2.Jaka jest wydajność typowego sprzętu do pomiaru wielkości próbek?
Najpopularniejszym obecnie sprzętem do pomiaru wymiarów są głównie mikrometry, suwmiarki, grubościomierze itp.
Zakres zwykłych mikrometrów na ogół nie przekracza 30 mm, rozdzielczość wynosi 1 µm, a maksymalny błąd wskazania wynosi około ±(2~4) µm. Rozdzielczość precyzyjnych mikrometrów może osiągnąć 0,1 μm, a maksymalny błąd wskazania wynosi ± 0,5 μm.
Mikrometr ma wbudowaną stałą wartość siły pomiarowej, a każdy pomiar może uzyskać wynik pomiaru pod warunkiem stałej siły nacisku, co jest odpowiednie do pomiaru wymiarów materiałów twardych.
Zakres pomiarowy konwencjonalnej suwmiarki wynosi na ogół nie więcej niż 300 mm, przy rozdzielczości 0,01 mm i maksymalnym błędzie wskazania około ±0,02 ~ 0,05 mm. Niektóre duże suwmiarki mogą osiągnąć zakres pomiarowy 1000 mm, ale błąd również wzrośnie.
Wartość siły docisku zacisku zależy od sposobu pracy operatora. Wyniki pomiarów tej samej osoby są na ogół stabilne i będzie istniała pewna różnica między wynikami pomiarów różnych osób. Nadaje się do pomiaru wymiarowego twardych materiałów i pomiaru wymiarowego niektórych miękkich materiałów o dużych rozmiarach.
Skok, dokładność i rozdzielczość grubościomierza są na ogół podobne do mikrometru. Urządzenia te zapewniają również stałe ciśnienie, ale ciśnienie można regulować poprzez zmianę obciążenia na górze. Ogólnie rzecz biorąc, urządzenia te nadają się do pomiaru miękkich materiałów.
3.Jak wybrać odpowiedni sprzęt do pomiaru wielkości próbki?
Kluczem do wyboru sprzętu do pomiaru wymiarów jest zapewnienie reprezentatywnych i wysoce powtarzalnych wyników badań. Pierwszą rzeczą, na którą musimy zwrócić uwagę, są podstawowe parametry: zasięg i celność. Ponadto powszechnie stosowane urządzenia do pomiaru wymiarów, takie jak mikrometry i suwmiarki, są urządzeniami do pomiaru kontaktowego. W przypadku niektórych specjalnych kształtów lub miękkich próbek należy również wziąć pod uwagę wpływ kształtu sondy i siły nacisku. W rzeczywistości wiele norm przedstawiło odpowiednie wymagania dotyczące sprzętu do pomiaru wymiarów: ISO 16012:2015 stanowi, że w przypadku wielowypustów formowanych wtryskowo można stosować mikrometry lub grubościomierze mikrometryczne do pomiaru szerokości i grubości próbek formowanych wtryskowo; w przypadku próbek obrobionych można również zastosować suwmiarki i bezdotykowy sprzęt pomiarowy. W przypadku wyników pomiarów wymiarowych <10 mm dokładność musi mieścić się w granicach ±0,02 mm, a w przypadku wyników pomiarów wymiarowych ≥10 mm wymagana dokładność wynosi ±0,1 mm. GB/T 6342 określa metodę pomiaru wymiarów tworzyw piankowych i gumy. W przypadku niektórych próbek dozwolone są mikrometry i suwmiarki, ale ich użycie jest ściśle określone, aby uniknąć narażenia próbki na działanie dużych sił, co mogłoby skutkować niedokładnymi wynikami pomiarów. Ponadto dla próbek o grubości mniejszej niż 10 mm norma również zaleca użycie mikrometru, ale ma rygorystyczne wymagania dotyczące naprężenia kontaktowego, które wynosi 100±10Pa.
GB/T 2941 określa metodę pomiaru wymiarów próbek gumy. Warto zauważyć, że dla próbek o grubości mniejszej niż 30 mm norma określa, że kształt sondy to okrągła płaska stopka dociskowa o średnicy 2 mm ~ 10 mm. Dla próbek o twardości ≥35 IRHD przykładane obciążenie wynosi 22±5kPa, a dla próbek o twardości mniejszej niż 35 IRHD przykładane obciążenie wynosi 10±2kPa.
4.Jaki sprzęt pomiarowy można polecić do niektórych popularnych materiałów?
A. W przypadku próbek tworzyw sztucznych do rozciągania zaleca się użycie mikrometru do pomiaru szerokości i grubości;
B. W przypadku próbek udarowych z karbem do pomiaru można zastosować mikrometr lub grubościomierz o rozdzielczości 1 µm, przy czym promień łuku na dnie sondy nie powinien przekraczać 0,10 mm;
C. W przypadku próbek folii do pomiaru grubości zaleca się grubościomierz o rozdzielczości lepszej niż 1 μm;
D. W przypadku próbek gumy do rozciągania zaleca się grubościomierz do pomiaru grubości, ale należy zwrócić uwagę na powierzchnię sondy i obciążenie;
E. W przypadku cieńszych materiałów piankowych zaleca się użycie specjalnego miernika grubości do pomiaru grubości.
5. Oprócz wyboru sprzętu, jakie inne kwestie należy wziąć pod uwagę podczas pomiaru wymiarów?
Należy uznać, że położenie pomiarowe niektórych próbek odzwierciedla rzeczywisty rozmiar próbki.
Na przykład w przypadku zakrzywionych wielowypustów formowanych wtryskowo kąt pochylenia z boku wielowypustu będzie nie większy niż 1°, więc błąd między maksymalną i minimalną wartością szerokości może osiągnąć 0,14 mm.
Ponadto próbki formowane wtryskowo będą miały skurcz termiczny i będzie duża różnica między pomiarem w środku i na krawędzi próbki, dlatego odpowiednie normy będą również określać pozycję pomiaru. Na przykład norma ISO 178 wymaga, aby pozycja pomiaru szerokości próbki wynosiła ±0,5 mm od linii środkowej grubości, a pozycja pomiaru grubości wynosiła ±3,25 mm od linii środkowej szerokości.
Oprócz zapewnienia prawidłowego pomiaru wymiarów, należy również zachować ostrożność, aby zapobiec błędom spowodowanym błędami wprowadzania danych przez człowieka.
Czas publikacji: 25 października 2024 r