Zprávy

Při každodenním testování jste kromě parametrů přesnosti samotného zařízení někdy zvažovali vliv měření velikosti vzorku na výsledky testů? Tento článek kombinuje normy a konkrétní případy, aby poskytl několik návrhů ohledně měření velikosti některých běžných materiálů.

1. Jak moc ovlivňuje chyba v měření velikosti vzorku výsledky testu?

Zaprvé, 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, jaký 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. Pokud je relativní chyba stejná, má tloušťka na výsledek větší vliv.
Například standardní šířka a tloušťka zkušebního vzorku pro ohyb je 10 mm a 4 mm a modul pružnosti v ohybu je 8956 MPa. Po zadání skutečné velikosti vzorku, šířky 9,90 mm a tloušťky 3,90 mm, modul pružnosti v ohybu se rovná 9741 MPa, což představuje nárůst o téměř 9 %.

2. Jaký je výkon běžného zařízení pro měření velikosti vzorků?

Nejběžnějšími zařízeními pro měření rozměrů jsou v současnosti hlavně mikrometry, posuvná měřítka, tloušťkoměry atd.

Rozsah běžných mikrometrů obvykle nepřesahuje 30 mm, rozlišení je 1 μm a maximální chyba indikace je přibližně ± (2~4) μm. Rozlišení vysoce přesných mikrometrů může dosáhnout 0,1 μm a maximální chyba indikace je ± 0,5 μm.

Mikrometr má vestavěnou konstantní hodnotu měřicí síly a každé měření může získat výsledek měření za podmínky konstantní kontaktní síly, což je vhodné pro měření rozměrů tvrdých materiálů.

Měřicí rozsah konvenčního posuvného měřidla obvykle nepřesahuje 300 mm s rozlišením 0,01 mm a maximální chybou indikace přibližně ±0,02~0,05 mm. Některá velká posuvná měřidla mohou dosáhnout měřicího rozsahu 1000 mm, ale chyba se také zvýší.

Hodnota upínací síly posuvného měřítka závisí na obsluze obsluhy. Výsledky měření od stejné osoby jsou obecně stabilní a mezi výsledky měření od různých osob se mohou vyskytnout určité rozdíly. Je vhodné pro měření rozměrů tvrdých materiálů a pro měření rozměrů některých velkých měkkých materiálů.

Zdvih, 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. Tato zařízení jsou obecně 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: rozsah a přesnost. Kromě toho jsou běžně používaná zařízení pro měření rozměrů, jako jsou mikrometry a posuvná měřítka, kontaktními měřicími zařízeními. U některých speciálních tvarů nebo měkkých vzorků bychom měli zvážit také vliv tvaru sondy a kontaktní síly. Mnoho norem ve skutečnosti stanovilo odpovídající požadavky na zařízení pro měření rozměrů: ISO 16012:2015 stanoví, že u vstřikovaných drážek lze k měření šířky a tloušťky vstřikovaných vzorků použít mikrometry nebo mikrometrické tloušťkoměry; u obráběných vzorků lze použít také 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 jejich použití je přísně stanoveno, aby se zabránilo působení velkých sil na vzorek, což by vedlo k nepřesným výsledkům měření. Kromě toho u vzorků s tloušťkou menší než 10 mm norma také doporučuje použití mikrometru, ale má přísné požadavky na kontaktní napětí, které je 100 ± 10 Pa.

Norma GB/T 2941 specifikuje metodu měření rozměrů vzorků pryže. Je třeba poznamenat, že pro vzorky o tloušťce menší než 30 mm norma stanoví, že tvar sondy je kruhová plochá přítlačná patka o průměru 2 mm až 10 mm. Pro vzorky s tvrdostí ≥35 IRHD je aplikované zatížení 22 ± 5 kPa a pro vzorky s tvrdostí menší než 35 IRHD je aplikované zatížení 10 ± 2 kPa.

4. Jaké měřicí zařízení lze doporučit pro některé běžné materiály?

A. U plastových vzorků pro tahovou pevnost se doporučuje použít mikrometr k měření šířky a tloušťky;

B. U vrubových vzorků pro rázovou rázovou zkoušku lze k měření použít mikrometr nebo tloušťkoměr s rozlišením 1 μm, ale poloměr oblouku na spodní straně sondy by neměl překročit 0,10 mm;

C. Pro měření tloušťky vzorků fólie se doporučuje tloušťkoměr s rozlišením lepším než 1 μm;

D. U pryžových vzorků pro měření tahu se doporučuje použít tloušťkoměr, ale je třeba věnovat pozornost ploše sondy a zatížení;

E. U tenčích pěnových materiálů se doporučuje použít speciální tloušťkoměr k měření tloušťky.

5. Jaké další aspekty je třeba zvážit kromě výběru vybavení při měření rozměrů?

Měřící poloha některých vzorků by měla být brána v úvahu jako reprezentace skutečné velikosti vzorku.

Například u vstřikovaných zakřivených drážek nebude úhel úkosu na straně drážky větší než 1°, takže chyba mezi maximální a minimální hodnotou šířky může dosáhnout 0,14 mm.

Kromě toho se u vstřikovaných vzorků projeví tepelné smrštění a bude velký rozdíl mezi měřením uprostřed a na okraji vzorku, takže příslušné normy také specifikují polohu měření. Například norma 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 lidským zásahem.