日常的な試験において、機器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試験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、規格と具体的な事例を組み合わせ、一般的な材料のサイズ測定に関するいくつかの提案を紹介します。
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はどの程度の大きさか。例えば、同じ0.1mmの誤差でも、10mmサイズでは誤差は1%、1mmサイズでは誤差は10%となります。
第二に、サイズは結果にどの程度影響を与えるかです。曲げ強度の計算式では、幅は結果に一次的な影響を与え、厚さは二次的な影響を与えます。相対誤差が同じ場合、厚さの方が結果に大きな影響を与えます。
例えば、曲げ試験片の標準幅と厚さはそれぞれ10mmと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、幅と厚さはそれぞれ9.90mmと3.90mmとなり、曲げ弾性率は9741MPaとなり、約9%増加します。
2.一般的な試料サイズ測定装置の性能はどのくらいですか？
現在最も一般的な寸法測定機器は、主にマイクロメーター、ノギス、厚さゲージなどです。
一般的なマイクロメータの測定範囲は一般的に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組み込まれており、各測定で一定の接触力の条件下での測定結果を得ることができるため、硬質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的に300mm以下で、分解能は0.01mm、最大指示誤差は約±0.02～0.05mmです。大型のノギスの中には測定範囲が1000mmに達するものもありますが、その場合、誤差も大きくなります。
ノギスのクランプ力値は作業者の操作に依存します。同じ作業者による測定結果は概ね安定していますが、作業者によって測定結果に多少の差が生じます。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。
厚さ計の移動量、精度、分解能は、一般的にマイクロメータと同等です。これらの装置も一定の圧力を供給しますが、上部の荷重を変えることで圧力を調整できます。一般的に、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装置の選択方法は？
寸法測定機器を選択する上で重要なのは、代表的で再現性の高い試験結果を確実に得られることです。まず考慮すべきは、測定範囲と精度という基本パラメータです。また、マイクロメータやノギスなど、一般的に使用されている寸法測定機器は接触式測定機器です。特殊な形状や柔らかいサンプルの場合、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、多くの規格で寸法測定機器に対する要求事項が提示されています。ISO 16012:2015では、射出成形スプラインの場合、マイクロメータまたはマイクロメータ厚さゲージを使用して射出成形サンプルの幅と厚さを測定することができると規定されています。機械加工サンプルの場合は、ノギスや非接触式測定機器も使用できます。10mm未満の寸法測定結果の場合、精度は±0.02mm以内でなければならず、10mm以上の寸法測定結果の場合、精度は±0.1mmである必要があります。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や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測定結果が不正確になることを避けるため、マイクロメーターやノギスの使用は厳格に規定されています。また、厚さ10mm未満のサンプルについても、マイクロメーターの使用が推奨されていますが、接触応力については100±10Paという厳しい要件が設けられています。
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。注目すべきは、厚さ30mm未満のサンプルの場合、プローブの形状は直径2mm～10mmの円形平型圧力足と規定されていることです。硬度が35IRHD以上のサンプルの場合、適用荷重は22±5kPa、硬度が35IRHD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、幅と厚さの測定にはマイクロメータを使用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のマイクロメータまたは厚さゲージを使用して測定できますが、プローブの底部の円弧の半径は0.10mmを超えてはなりません。
C. フィルムサンプルの場合、厚さを測定するには、1μm 以上の分解能を持つ厚さゲージが推奨されます。
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の使用が推奨されますが、プローブ領域と荷重に注意する必要があります。
E. 薄いフォーム材料の場合、厚さを測定するには専用の厚さゲージを使用することをお勧めします。
5. 機器の選択に加えて、寸法を測定する際に他にどのような点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ものとみなす必要があります。
たとえば、射出成形された曲線スプラインの場合、スプラインの側面のドラフト角度は 1° 以下であるため、最大幅と最小幅の値の誤差は 0.14 mm に達することがあります。
さらに、射出成形された試験片は熱収縮するため、試験片の中央と端部で測定した場合の差が大きいため、関連規格では測定位置も規定されています。例えば、ISO 178では、試験片の幅の測定位置は厚さ中心線から±0.5mm、厚さの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だけでなく、人為的な入力エラーによるエラーを防ぐように注意する必要があります。
投稿日時: 2024年10月25日