Dalam pengujian sehari-hari, selain parameter akurasi peralatan itu sendiri, pernahkah Anda mempertimbangkan dampak pengukuran ukuran sampel terhadap hasil pengujian? Artikel ini akan menggabungkan standar dan kasus spesifik untuk memberikan beberapa saran tentang pengukuran ukuran beberapa material umum.
1. Seberapa besar pengaruh kesalahan dalam mengukur ukuran sampel terhadap hasil tes?
Pertama, seberapa besar kesalahan relatif yang disebabkan oleh kesalahan tersebut. Misalnya, untuk kesalahan 0,1 mm yang sama, untuk ukuran 10 mm, kesalahannya adalah 1%, dan untuk ukuran 1 mm, kesalahannya adalah 10%;
Kedua, seberapa besar pengaruh ukuran terhadap hasilnya. Untuk rumus perhitungan kekuatan lentur, lebar memiliki pengaruh orde pertama terhadap hasilnya, sedangkan ketebalan memiliki pengaruh orde kedua terhadap hasilnya. Ketika kesalahan relatifnya sama, ketebalan memiliki dampak yang lebih besar terhadap hasilnya.
Sebagai contoh, lebar dan ketebalan standar spesimen uji lentur masing-masing adalah 10 mm dan 4 mm, dan modulus lenturnya adalah 8956 MPa. Ketika ukuran sampel sebenarnya dimasukkan, yaitu lebar dan ketebalannya masing-masing 9,90 mm dan 3,90 mm, modulus lenturnya menjadi 9741 MPa, meningkat hampir 9%.
2. Bagaimana kinerja peralatan pengukuran ukuran spesimen umum?
Peralatan pengukur dimensi yang paling umum saat ini terutama adalah mikrometer, kaliper, pengukur ketebalan, dan lain-lain.
Rentang pengukuran mikrometer biasa umumnya tidak melebihi 30 mm, resolusinya 1 μm, dan kesalahan indikasi maksimum sekitar ±(2~4) μm. Resolusi mikrometer presisi tinggi dapat mencapai 0,1 μm, dan kesalahan indikasi maksimum adalah ±0,5 μm.
Mikrometer ini memiliki nilai gaya pengukuran konstan bawaan, dan setiap pengukuran dapat memperoleh hasil pengukuran dalam kondisi gaya kontak konstan, yang cocok untuk pengukuran dimensi material keras.
Rentang pengukuran jangka sorong konvensional umumnya tidak lebih dari 300 mm, dengan resolusi 0,01 mm dan kesalahan indikasi maksimum sekitar ±0,02~0,05 mm. Beberapa jangka sorong besar dapat mencapai rentang pengukuran 1000 mm, tetapi kesalahannya juga akan meningkat.
Nilai gaya penjepitan jangka sorong bergantung pada pengoperasian operator. Hasil pengukuran dari orang yang sama umumnya stabil, dan akan ada perbedaan tertentu antara hasil pengukuran orang yang berbeda. Alat ini cocok untuk pengukuran dimensi material keras dan pengukuran dimensi beberapa material lunak berukuran besar.
Jangkauan pengukuran, akurasi, dan resolusi pengukur ketebalan umumnya mirip dengan mikrometer. Perangkat ini juga memberikan tekanan konstan, tetapi tekanan dapat disesuaikan dengan mengubah beban di bagian atas. Secara umum, perangkat ini cocok untuk mengukur material lunak.
3. Bagaimana cara memilih peralatan pengukuran ukuran spesimen yang tepat?
Kunci dalam memilih peralatan pengukuran dimensi adalah memastikan bahwa hasil pengujian yang representatif dan sangat berulang dapat diperoleh. Hal pertama yang perlu kita pertimbangkan adalah parameter dasar: rentang dan akurasi. Selain itu, peralatan pengukuran dimensi yang umum digunakan seperti mikrometer dan kaliper adalah peralatan pengukuran kontak. Untuk beberapa bentuk khusus atau sampel lunak, kita juga harus mempertimbangkan pengaruh bentuk probe dan gaya kontak. Faktanya, banyak standar telah menetapkan persyaratan yang sesuai untuk peralatan pengukuran dimensi: ISO 16012:2015 menetapkan bahwa untuk spline cetakan injeksi, mikrometer atau pengukur ketebalan mikrometer dapat digunakan untuk mengukur lebar dan ketebalan spesimen cetakan injeksi; untuk spesimen yang dikerjakan dengan mesin, kaliper dan peralatan pengukuran non-kontak juga dapat digunakan. Untuk hasil pengukuran dimensi <10mm, akurasi harus dalam ±0,02mm, dan untuk hasil pengukuran dimensi ≥10mm, persyaratan akurasi adalah ±0,1mm. GB/T 6342 menetapkan metode pengukuran dimensi untuk plastik busa dan karet. Untuk beberapa sampel, mikrometer dan kaliper diperbolehkan, tetapi penggunaan mikrometer dan kaliper diatur secara ketat untuk menghindari sampel terkena gaya besar yang dapat mengakibatkan hasil pengukuran tidak akurat. Selain itu, untuk sampel dengan ketebalan kurang dari 10 mm, standar ini juga merekomendasikan penggunaan mikrometer, tetapi memiliki persyaratan ketat untuk tegangan kontak, yaitu 100 ± 10 Pa.
GB/T 2941 menetapkan metode pengukuran dimensi untuk sampel karet. Perlu dicatat bahwa untuk sampel dengan ketebalan kurang dari 30 mm, standar tersebut menetapkan bahwa bentuk probe adalah kaki penekan datar melingkar dengan diameter 2 mm~10 mm. Untuk sampel dengan kekerasan ≥35 IRHD, beban yang diterapkan adalah 22±5 kPa, dan untuk sampel dengan kekerasan kurang dari 35 IRHD, beban yang diterapkan adalah 10±2 kPa.
4. Peralatan pengukuran apa yang dapat direkomendasikan untuk beberapa bahan umum?
A. Untuk spesimen uji tarik plastik, disarankan menggunakan mikrometer untuk mengukur lebar dan ketebalannya;
B. Untuk spesimen uji impak berlekuk, mikrometer atau pengukur ketebalan dengan resolusi 1μm dapat digunakan untuk pengukuran, tetapi jari-jari busur di bagian bawah probe tidak boleh melebihi 0,10mm;
C. Untuk sampel film, disarankan menggunakan alat pengukur ketebalan dengan resolusi lebih baik dari 1μm untuk mengukur ketebalannya;
D. Untuk spesimen tarik karet, alat pengukur ketebalan disarankan untuk mengukur ketebalan, tetapi perlu diperhatikan area probe dan bebannya;
E. Untuk bahan busa yang lebih tipis, disarankan menggunakan alat pengukur ketebalan khusus untuk mengukur ketebalannya.
5. Selain pemilihan peralatan, pertimbangan apa lagi yang perlu diperhatikan saat mengukur dimensi?
Posisi pengukuran pada beberapa spesimen harus dianggap mewakili ukuran sebenarnya dari spesimen tersebut.
Sebagai contoh, untuk spline lengkung hasil cetakan injeksi, sudut kemiringan pada sisi spline tidak akan lebih dari 1°, sehingga kesalahan antara nilai lebar maksimum dan minimum dapat mencapai 0,14 mm.
Selain itu, spesimen cetakan injeksi akan mengalami penyusutan termal, dan akan ada perbedaan besar antara pengukuran di tengah dan di tepi spesimen, sehingga standar terkait juga akan menentukan posisi pengukuran. Misalnya, ISO 178 mensyaratkan bahwa posisi pengukuran lebar spesimen adalah ±0,5 mm dari garis tengah ketebalan, dan posisi pengukuran ketebalan adalah ±3,25 mm dari garis tengah lebar.
Selain memastikan bahwa dimensi diukur dengan benar, perlu juga diperhatikan untuk mencegah kesalahan yang disebabkan oleh kesalahan input manusia.
Waktu posting: 25 Oktober 2024