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일상적인 테스트에서 장비 자체의 정확도 매개변수 외에도, 샘플 크기 측정이 테스트 결과에 미치는 영향을 고려해 보신 적이 있으신가요? 이 글에서는 표준과 구체적인 사례를 결합하여 몇 가지 일반적인 재료의 크기 측정에 대한 몇 가지 제안을 제시합니다.

1. 표본 크기 측정의 오류는 테스트 결과에 얼마나 영향을 미칩니까?

첫째, 오차로 인해 발생하는 상대 오차는 얼마나 큰가? 예를 들어, 같은 0.1mm 오차에 대해 10mm 크기의 경우 오차는 1%이고, 1mm 크기의 경우 오차는 10%이다.

둘째, 크기가 결과에 얼마나 영향을 미치는가? 굽힘 강도 계산식의 경우, 폭은 결과에 1차 영향을 미치고, 두께는 결과에 2차 영향을 미칩니다. 상대 오차가 동일할 때, 두께는 결과에 더 큰 영향을 미칩니다.
예를 들어, 굽힘 시험편의 표준 폭과 두께가 각각 10mm와 4mm이고, 굽힘 탄성률은 8956MPa입니다. 실제 시편 크기를 입력하면 폭과 두께가 각각 9.90mm와 3.90mm이고, 굽힘 탄성률은 9741MPa로 약 9% 증가합니다.

2. 일반적인 시편 크기 측정 장비의 성능은 어떻습니까?

현재 가장 흔한 치수 측정 장비는 주로 마이크로미터, 캘리퍼스, 두께 게이지 등입니다.

일반 마이크로미터의 측정 범위는 일반적으로 30mm를 넘지 않으며, 분해능은 1μm이고, 최대 지시 오차는 약 ±(2~4)μm입니다. 고정밀 마이크로미터의 분해능은 0.1μm에 달하며, 최대 지시 오차는 ±0.5μm입니다.

마이크로미터는 내장된 일정한 측정력 값을 가지고 있으며, 각 측정은 일정한 접촉력 조건에서 측정 결과를 얻을 수 있어 경질 재료의 치수 측정에 적합합니다.

일반 캘리퍼스의 측정 범위는 일반적으로 300mm를 넘지 않으며, 분해능은 0.01mm이고 최대 지시 오차는 약 ±0.02~0.05mm입니다. 일부 대형 캘리퍼스는 측정 범위가 1000mm에 달할 수 있지만, 오차도 증가합니다.

캘리퍼스의 클램핑력 값은 작업자의 조작에 따라 달라집니다. 같은 사람의 측정 결과는 일반적으로 안정적이며, 사람마다 측정 결과에는 어느 정도 차이가 있습니다. 경질 재료의 치수 측정 및 일부 대형 연질 재료의 치수 측정에 적합합니다.

두께 게이지의 이동 거리, 정확도, 분해능은 일반적으로 마이크로미터와 유사합니다. 이 장치 역시 일정한 압력을 제공하지만, 상단의 하중을 변경하여 압력을 조절할 수 있습니다. 일반적으로 이 장치는 연성 소재를 측정하는 데 적합합니다.

3. 적절한 시편 크기 측정 장비를 선택하는 방법은 무엇입니까?

치수 측정 장비 선택의 핵심은 대표성과 반복성이 높은 시험 결과를 얻을 수 있는지 확인하는 것입니다. 가장 먼저 고려해야 할 것은 기본 매개변수인 범위와 정확도입니다. 또한, 마이크로미터와 캘리퍼스와 같이 일반적으로 사용되는 치수 측정 장비는 접촉식 측정 장비입니다. 일부 특수 형상이나 연성 시료의 경우, 프로브 형상과 접촉력의 영향도 고려해야 합니다. 실제로 많은 표준에서 치수 측정 장비에 대한 관련 요건을 제시하고 있습니다. ISO 16012:2015는 사출 성형 스플라인의 경우, 마이크로미터 또는 마이크로미터 두께 게이지를 사용하여 사출 성형 시편의 폭과 두께를 측정할 수 있다고 규정하고 있습니다. 가공 시편의 경우, 캘리퍼스와 비접촉식 측정 장비도 사용할 수 있습니다. 10mm 미만의 치수 측정 결과의 경우 정확도는 ±0.02mm 이내여야 하며, 10mm 이상의 치수 측정 결과의 경우 정확도는 ±0.1mm입니다. GB/T 6342는 폼 플라스틱 및 고무의 치수 측정 방법을 규정하고 있습니다. 일부 샘플의 경우 마이크로미터와 캘리퍼스 사용이 허용되지만, 샘플에 큰 힘이 가해져 부정확한 측정 결과가 발생하는 것을 방지하기 위해 마이크로미터와 캘리퍼스 사용이 엄격하게 규정되어 있습니다. 또한, 두께가 10mm 미만인 샘플의 경우에도 마이크로미터 사용을 권장하지만, 접촉 응력에 대한 요구 조건은 100±10Pa로 엄격합니다.

GB/T 2941은 고무 샘플의 치수 측정 방법을 규정합니다. 두께가 30mm 미만인 샘플의 경우, 프로브의 형상은 직경 2mm~10mm의 원형 평평한 압력 받침대로 규정되어 있습니다. 경도가 IRHD ≥35인 샘플의 경우, 적용 하중은 22±5kPa이고, 경도가 IRHD 35 미만인 샘플의 경우, 적용 하중은 10±2kPa입니다.

4. 일반적인 재료에 대해 어떤 측정 장비를 추천할 수 있나요?

A. 플라스틱 인장 시편의 경우 마이크로미터를 사용하여 너비와 두께를 측정하는 것이 좋습니다.

나. 노치 충격 시편의 경우, 1μm 분해능의 마이크로미터 또는 두께 게이지를 사용하여 측정할 수 있지만, 프로브 바닥의 호 반경은 0.10mm를 초과해서는 안 됩니다.

C. 필름 샘플의 경우 두께를 측정하기 위해 1μm보다 나은 분해능을 가진 두께 측정기를 사용하는 것이 좋습니다.

D. 고무 인장 시편의 경우 두께 측정기를 사용하여 두께를 측정하는 것이 좋지만 프로브 영역과 하중에 주의해야 합니다.

마. 더 얇은 폼 소재의 경우, 두께를 측정하기 위해 전용 두께 측정기를 사용하는 것이 좋습니다.

5. 장비 선택 외에 치수를 측정할 때 고려해야 할 사항은 무엇입니까?

일부 표본의 측정 위치는 표본의 실제 크기를 나타내는 것으로 간주되어야 합니다.

예를 들어, 사출 성형 곡선 스플라인의 경우 스플라인 측면에서 드래프트 각도가 1°를 넘지 않으므로 최대 및 최소 너비 값 사이의 오차는 0.14mm에 달할 수 있습니다.

또한, 사출 성형 시편은 열 수축이 발생하고 시편 중앙과 가장자리 측정값의 차이가 크기 때문에 관련 규격에서 측정 위치도 명시합니다. 예를 들어, ISO 178은 시편 폭 측정 위치가 두께 중심선으로부터 ±0.5mm, 두께 측정 위치가 폭 중심선으로부터 ±3.25mm가 되도록 규정하고 있습니다.

치수를 정확하게 측정하는 것 외에도, 사람의 입력 오류로 인한 오류를 방지하기 위한 조치도 취해야 합니다.