En las pruebas diarias, además de los parámetros de precisión del propio equipo, ¿ha considerado alguna vez el impacto de la medición del tamaño de la muestra en los resultados? Este artículo combinará normas y casos específicos para ofrecer sugerencias sobre la medición del tamaño de algunos materiales comunes.
1.¿En qué medida el error en la medición del tamaño de la muestra afecta los resultados de la prueba?
En primer lugar, ¿cuál es el error relativo causado por el error? Por ejemplo, para el mismo error de 0,1 mm, para un tamaño de 10 mm, el error es del 1 %, y para un tamaño de 1 mm, el error es del 10 %.
En segundo lugar, ¿cuánta influencia tiene el tamaño en el resultado? En la fórmula de cálculo de la resistencia a la flexión, el ancho tiene un efecto de primer orden en el resultado, mientras que el espesor tiene un efecto de segundo orden. Cuando el error relativo es el mismo, el espesor tiene un mayor impacto en el resultado.
Por ejemplo, el ancho y el espesor estándar de la probeta de flexión son de 10 mm y 4 mm, respectivamente, y el módulo de flexión es de 8956 MPa. Al introducir el tamaño real de la muestra, con un ancho y espesor de 9,90 mm y 3,90 mm, respectivamente, el módulo de flexión es de 9741 MPa, lo que representa un aumento de casi el 9 %.
2.¿Cuál es el rendimiento de los equipos comunes de medición del tamaño de muestra?
Los equipos de medición de dimensiones más comunes en la actualidad son principalmente micrómetros, calibradores, medidores de espesor, etc.
El rango de los micrómetros ordinarios no suele superar los 30 mm, la resolución es de 1 μm y el error de indicación máximo es de aproximadamente ±(2-4) μm. La resolución de los micrómetros de alta precisión puede alcanzar los 0,1 μm y el error de indicación máximo es de ±0,5 μm.
El micrómetro tiene un valor de fuerza de medición constante incorporado, y cada medición puede obtener el resultado de la medición bajo la condición de fuerza de contacto constante, lo que es adecuado para la medición de dimensiones de materiales duros.
El rango de medición de un calibrador convencional no suele superar los 300 mm, con una resolución de 0,01 mm y un error de indicación máximo de aproximadamente ±0,02 a 0,05 mm. Algunos calibradores grandes pueden alcanzar un rango de medición de 1000 mm, pero el error también aumentará.
La fuerza de sujeción del calibrador depende de la operación del operador. Los resultados de medición de una misma persona suelen ser estables, aunque puede haber cierta diferencia entre los resultados de medición de diferentes personas. Es adecuado para la medición dimensional de materiales duros y de algunos materiales blandos de gran tamaño.
El recorrido, la precisión y la resolución de un medidor de espesor son generalmente similares a los de un micrómetro. Estos dispositivos también proporcionan una presión constante, pero esta se puede ajustar modificando la carga en la parte superior. Generalmente, estos dispositivos son adecuados para medir materiales blandos.
3.¿Cómo elegir el equipo de medición del tamaño de muestra adecuado?
La clave para seleccionar equipos de medición dimensional es asegurar que se puedan obtener resultados de prueba representativos y altamente repetibles. Lo primero que debemos considerar son los parámetros básicos: rango y precisión. Además, los equipos de medición dimensional comúnmente utilizados, como micrómetros y calibradores, son equipos de medición de contacto. Para algunas formas especiales o muestras blandas, también debemos considerar la influencia de la forma de la sonda y la fuerza de contacto. De hecho, muchas normas han establecido requisitos correspondientes para los equipos de medición dimensional: ISO 16012:2015 estipula que para las ranuras moldeadas por inyección, se pueden usar micrómetros o medidores de espesor micrométricos para medir el ancho y el espesor de las muestras moldeadas por inyección; para muestras mecanizadas, también se pueden usar calibradores y equipos de medición sin contacto. Para resultados de medición dimensional de <10 mm, la precisión debe estar dentro de ±0,02 mm, y para resultados de medición dimensional de ≥10 mm, el requisito de precisión es de ±0,1 mm. GB/T 6342 estipula el método de medición dimensional para plásticos de espuma y caucho. Para algunas muestras, se permiten micrómetros y calibradores, pero su uso está estrictamente estipulado para evitar que la muestra se someta a grandes fuerzas, lo que resultaría en mediciones inexactas. Además, para muestras con un espesor inferior a 10 mm, la norma también recomienda el uso de un micrómetro, pero establece requisitos estrictos para la tensión de contacto, que es de 100 ± 10 Pa.
La norma GB/T 2941 especifica el método de medición dimensional para muestras de caucho. Cabe destacar que, para muestras con un espesor inferior a 30 mm, la norma especifica que la forma de la sonda es un pie de presión plano circular con un diámetro de 2 mm a 10 mm. Para muestras con una dureza ≥35 IRHD, la carga aplicada es de 22 ± 5 kPa, y para muestras con una dureza inferior a 35 IRHD, es de 10 ± 2 kPa.
4.¿Qué equipos de medición se pueden recomendar para algunos materiales comunes?
A. Para probetas de tracción plásticas, se recomienda utilizar un micrómetro para medir el ancho y el espesor;
B. Para muestras de impacto con entalla, se puede utilizar un micrómetro o un medidor de espesor con una resolución de 1 μm para la medición, pero el radio del arco en la parte inferior de la sonda no debe superar los 0,10 mm;
C. Para muestras de película, se recomienda un medidor de espesor con una resolución mejor que 1 μm para medir el espesor;
D. Para muestras de tracción de caucho, se recomienda un medidor de espesor para medir el espesor, pero se debe prestar atención al área de la sonda y a la carga;
E. Para materiales de espuma más delgados, se recomienda un medidor de espesor específico para medir el espesor.
5. Además de la selección del equipo, ¿qué otras consideraciones deben tenerse en cuenta al medir dimensiones?
Se debe considerar que la posición de medición de algunas muestras representa el tamaño real de la muestra.
Por ejemplo, para las estrías curvas moldeadas por inyección, habrá un ángulo de inclinación de no más de 1° en el lado de la estría, por lo que el error entre los valores de ancho máximo y mínimo puede alcanzar 0,14 mm.
Además, las muestras moldeadas por inyección presentan contracción térmica y existe una gran diferencia entre la medición en el centro y en el borde de la muestra, por lo que las normas pertinentes también especifican la posición de medición. Por ejemplo, la norma ISO 178 exige que la posición de medición del ancho de la muestra sea de ±0,5 mm desde la línea central del espesor, y la posición de medición del espesor sea de ±3,25 mm desde la línea central del ancho.
Además de garantizar que las dimensiones se midan correctamente, también se debe tener cuidado de evitar errores causados por errores de entrada humanos.
Fecha de publicación: 25 de octubre de 2024