Ar kada nors atlikdami kasdienius bandymus, be pačios įrangos tikslumo parametrų, atsižvelgėte į mėginio dydžio matavimo įtaką bandymo rezultatams? Šiame straipsnyje bus sujungti standartai ir konkretūs atvejai, siekiant pateikti keletą pasiūlymų dėl kai kurių įprastų medžiagų dydžio matavimo.
1. Kiek mėginio dydžio matavimo paklaida veikia bandymo rezultatus?
Pirma, kokio dydžio yra santykinė paklaida, kurią sukelia paklaida. Pavyzdžiui, esant tai pačiai 0,1 mm paklaidai, 10 mm dydžio atveju paklaida yra 1 %, o 1 mm dydžio atveju – 10 %;
Antra, kiek įtakos rezultatui turi dydis. Lenkimo stiprio skaičiavimo formulėje plotis turi pirmos eilės įtaką rezultatui, o storis – antros eilės. Kai santykinė paklaida yra ta pati, storis turi didesnę įtaką rezultatui.
Pavyzdžiui, standartinis lenkimo bandinio plotis ir storis yra atitinkamai 10 mm ir 4 mm, o lenkimo modulis – 8956 MPa. Įvedus faktinį bandinio dydį, plotis ir storis yra atitinkamai 9,90 mm ir 3,90 mm, lenkimo modulis tampa 9741 MPa, t. y. padidėjo beveik 9 %.
2. Koks yra įprastos bandinio dydžio matavimo įrangos našumas?
Šiuo metu labiausiai paplitusi matmenų matavimo įranga yra mikrometrai, slankmačiai, storio matuokliai ir kt.
Įprastų mikrometrų diapazonas paprastai neviršija 30 mm, skiriamoji geba yra 1 μm, o didžiausia indikacijos paklaida yra apie ± (2 ~ 4) μm. Didelio tikslumo mikrometrų skiriamoji geba gali siekti 0,1 μm, o didžiausia indikacijos paklaida yra ± 0,5 μm.
Mikrometras turi įmontuotą pastovią matavimo jėgos vertę, ir kiekvienas matavimas gali gauti matavimo rezultatą esant pastoviai kontaktinei jėgai, kuri tinka kietų medžiagų matmenų matavimui.
Įprasto slankmačio matavimo diapazonas paprastai neviršija 300 mm, skiriamoji geba – 0,01 mm, o maksimali rodymo paklaida – apie ±0,02–0,05 mm. Kai kurių didelių slankmačių matavimo diapazonas gali siekti 1000 mm, tačiau paklaida taip pat padidės.
Slankmačio prispaudimo jėgos vertė priklauso nuo operatoriaus veikimo. To paties asmens matavimo rezultatai paprastai yra stabilūs, tačiau skirtingų žmonių matavimo rezultatai gali skirtis. Jis tinka kietų medžiagų matmenų matavimui ir kai kurių didelių minkštų medžiagų matmenų matavimui.
Storio matuoklio eiga, tikslumas ir skiriamoji geba paprastai yra panašūs į mikrometro. Šie prietaisai taip pat užtikrina pastovų slėgį, tačiau slėgį galima reguliuoti keičiant viršutinės dalies apkrovą. Paprastai šie prietaisai tinka minkštoms medžiagoms matuoti.
3. Kaip pasirinkti tinkamą mėginio dydžio matavimo įrangą?
Renkantis matmenų matavimo įrangą, svarbiausia užtikrinti, kad būtų gauti reprezentatyvūs ir lengvai pakartojami bandymų rezultatai. Pirmiausia turime atsižvelgti į pagrindinius parametrus: diapazoną ir tikslumą. Be to, dažniausiai naudojama matmenų matavimo įranga, pvz., mikrometrai ir slankmačiai, yra kontaktinė matavimo įranga. Kai kurioms specialioms formoms ar minkštiems pavyzdžiams taip pat turėtume atsižvelgti į zondo formos ir kontaktinės jėgos įtaką. Iš tiesų, daugelis standartų pateikė atitinkamus matmenų matavimo įrangos reikalavimus: ISO 16012:2015 nustato, kad liejimo būdu pagamintų bandinių pločiui ir storiui matuoti gali būti naudojami mikrometrai arba mikrometrų storio matuokliai; apdirbtiems bandiniams taip pat galima naudoti slankmačius ir bekontaktę matavimo įrangą. Jei matmenų matavimo rezultatai <10 mm, tikslumas turi būti ±0,02 mm ribose, o jei matmenų matavimo rezultatai ≥10 mm, tikslumo reikalavimas yra ±0,1 mm. GB/T 6342 nustato putplasčio plastiko ir gumos matmenų matavimo metodą. Kai kuriems mėginiams leidžiama naudoti mikrometrus ir slankmačius, tačiau jų naudojimas yra griežtai reglamentuojamas, siekiant išvengti didelių jėgų poveikio mėginiui, dėl kurio matavimo rezultatai būtų netikslūs. Be to, mėginiams, kurių storis mažesnis nei 10 mm, standartas taip pat rekomenduoja naudoti mikrometrą, tačiau jame keliami griežti reikalavimai sąlyčio įtempiui – 100 ± 10 Pa.
GB/T 2941 standarte nurodomas gumos mėginių matmenų matavimo metodas. Verta paminėti, kad mėginiams, kurių storis mažesnis nei 30 mm, standarte nurodoma, kad zondo forma yra apvali plokščia prispaudimo pėdelė, kurios skersmuo yra 2–10 mm. Mėginiams, kurių kietumas ≥35 IRHD, taikoma 22 ± 5 kPa apkrova, o mėginiams, kurių kietumas mažesnis nei 35 IRHD, taikoma 10 ± 2 kPa apkrova.
4. Kokią matavimo įrangą galima rekomenduoti kai kurioms įprastoms medžiagoms?
A. Plastikinių tempiamųjų bandinių plotį ir storį rekomenduojama matuoti mikrometru;
B. Įpjautiems smūginiams bandiniams matavimui galima naudoti mikrometrą arba storio matuoklį, kurio skiriamoji geba yra 1 μm, tačiau lanko spindulys zondo apačioje neturėtų viršyti 0,10 mm;
C. Plėvelės mėginiams storiui matuoti rekomenduojamas storio matuoklis, kurio skiriamoji geba yra geresnė nei 1 μm;
D. Guminių tempiamųjų bandinių storiui matuoti rekomenduojama naudoti storio matuoklį, tačiau reikia atkreipti dėmesį į zondo plotą ir apkrovą;
E. Plonesnėms putplasčio medžiagoms storiui matuoti rekomenduojamas specialus storio matuoklis.
5. Be įrangos pasirinkimo, į kokius kitus aspektus reikėtų atsižvelgti matuojant matmenis?
Kai kurių mėginių matavimo padėtis turėtų būti laikoma tikruoju mėginio dydžiu.
Pavyzdžiui, liejimo būdu pagamintų lenktų griovelių šoninis nuolydis bus ne didesnis kaip 1°, todėl paklaida tarp didžiausio ir mažiausio pločio verčių gali siekti 0,14 mm.
Be to, liejimo būdu pagaminti bandiniai susitrauks dėl terminio poveikio, o matavimas bandinio viduryje ir krašte labai skirsis, todėl atitinkamuose standartuose taip pat bus nurodyta matavimo padėtis. Pavyzdžiui, ISO 178 reikalauja, kad bandinio pločio matavimo padėtis būtų ±0,5 mm nuo storio vidurio linijos, o storio matavimo padėtis – ±3,25 mm nuo pločio vidurio linijos.
Be to, kad būtų užtikrintas teisingas matmenų matavimas, taip pat reikėtų pasirūpinti, kad būtų išvengta klaidų, kurias sukelia žmogaus įvesties klaidos.
Įrašo laikas: 2024 m. spalio 25 d.