Nos testes diários, além dos parâmetros de precisão do próprio equipamento, você já considerou o impacto da medição do tamanho da amostra nos resultados dos testes? Este artigo combinará normas e casos específicos para fornecer algumas sugestões sobre a medição dimensional de alguns materiais comuns.
1. De que forma o erro na medição do tamanho da amostra afeta os resultados do teste?
Primeiro, qual é a magnitude do erro relativo causado pelo erro? Por exemplo, para o mesmo erro de 0,1 mm, em um tamanho de 10 mm, o erro é de 1%, e em um tamanho de 1 mm, o erro é de 10%;
Em segundo lugar, qual a influência do tamanho no resultado? Para a fórmula de cálculo da resistência à flexão, a largura tem um efeito de primeira ordem no resultado, enquanto a espessura tem um efeito de segunda ordem. Quando o erro relativo é o mesmo, a espessura tem um impacto maior no resultado.
Por exemplo, a largura e a espessura padrão do corpo de prova para o ensaio de flexão são de 10 mm e 4 mm, respectivamente, e o módulo de flexão é de 8956 MPa. Quando se insere o tamanho real da amostra, com largura e espessura de 9,90 mm e 3,90 mm, respectivamente, o módulo de flexão passa a ser de 9741 MPa, um aumento de quase 9%.
2. Qual o desempenho dos equipamentos comuns de medição do tamanho das amostras?
Os equipamentos de medição dimensional mais comuns atualmente são principalmente micrômetros, paquímetros, medidores de espessura, etc.
O alcance dos micrômetros comuns geralmente não excede 30 mm, a resolução é de 1 μm e o erro máximo de indicação é de cerca de ±(2~4) μm. A resolução dos micrômetros de alta precisão pode atingir 0,1 μm e o erro máximo de indicação é de ±0,5 μm.
O micrômetro possui um valor de força de medição constante embutido, e cada medição pode obter o resultado sob a condição de força de contato constante, sendo adequado para a medição dimensional de materiais duros.
A faixa de medição de um paquímetro convencional geralmente não ultrapassa 300 mm, com uma resolução de 0,01 mm e um erro máximo de indicação de cerca de ±0,02 a 0,05 mm. Alguns paquímetros maiores podem atingir uma faixa de medição de 1000 mm, mas o erro também aumentará.
O valor da força de aperto do paquímetro depende da operação do operador. Os resultados das medições realizadas pela mesma pessoa são geralmente estáveis, mas pode haver alguma diferença entre os resultados das medições realizadas por pessoas diferentes. É adequado para a medição dimensional de materiais rígidos e para a medição dimensional de alguns materiais macios de grandes dimensões.
O curso, a precisão e a resolução de um medidor de espessura são geralmente semelhantes aos de um micrômetro. Esses dispositivos também fornecem pressão constante, mas a pressão pode ser ajustada alterando-se a carga aplicada na parte superior. Em geral, esses dispositivos são adequados para medir materiais macios.
3. Como escolher o equipamento de medição de tamanho de amostra apropriado?
A chave para selecionar equipamentos de medição dimensional é garantir a obtenção de resultados representativos e altamente repetíveis. O primeiro aspecto a ser considerado são os parâmetros básicos: faixa de medição e precisão. Além disso, equipamentos de medição dimensional comumente utilizados, como micrômetros e paquímetros, são equipamentos de medição por contato. Para formatos especiais ou amostras macias, também devemos considerar a influência do formato da ponta de prova e da força de contato. De fato, diversas normas estabelecem requisitos correspondentes para equipamentos de medição dimensional: a ISO 16012:2015 estipula que, para ranhuras moldadas por injeção, micrômetros ou medidores de espessura micrométricos podem ser utilizados para medir a largura e a espessura de corpos de prova moldados por injeção; para corpos de prova usinados, paquímetros e equipamentos de medição sem contato também podem ser utilizados. Para medições dimensionais com dimensões inferiores a 10 mm, a precisão deve ser de ±0,02 mm, e para medições dimensionais com dimensões iguais ou superiores a 10 mm, o requisito de precisão é de ±0,1 mm. A norma GB/T 6342 estipula o método de medição dimensional para plásticos de espuma e borracha. Para algumas amostras, micrômetros e paquímetros são permitidos, mas o uso desses instrumentos é estritamente recomendado para evitar que a amostra seja submetida a grandes forças, resultando em medições imprecisas. Além disso, para amostras com espessura inferior a 10 mm, a norma também recomenda o uso de um micrômetro, mas impõe requisitos rigorosos para a tensão de contato, que é de 100 ± 10 Pa.
A norma GB/T 2941 especifica o método de medição dimensional para amostras de borracha. É importante notar que, para amostras com espessura inferior a 30 mm, a norma especifica que a ponta de prova deve ter formato circular e plano, com diâmetro entre 2 mm e 10 mm. Para amostras com dureza ≥ 35 IRHD, a carga aplicada é de 22 ± 5 kPa, e para amostras com dureza inferior a 35 IRHD, a carga aplicada é de 10 ± 2 kPa.
4. Que equipamentos de medição podem ser recomendados para alguns materiais comuns?
A. Para corpos de prova de tração em plástico, recomenda-se o uso de um micrômetro para medir a largura e a espessura;
B. Para corpos de prova de impacto com entalhe, pode-se utilizar um micrômetro ou um medidor de espessura com resolução de 1 μm para a medição, mas o raio do arco na parte inferior da sonda não deve exceder 0,10 mm;
C. Para amostras de filme, recomenda-se o uso de um medidor de espessura com resolução melhor que 1 μm para medir a espessura;
D. Para corpos de prova de borracha submetidos a ensaio de tração, recomenda-se o uso de um medidor de espessura para medir a espessura, mas deve-se atentar para a área da ponta de prova e para a carga aplicada;
E. Para materiais de espuma mais finos, recomenda-se o uso de um medidor de espessura específico para medir a espessura.
5. Além da seleção do equipamento, que outras considerações devem ser feitas ao medir dimensões?
A posição de medição de algumas amostras deve ser considerada para representar o tamanho real da amostra.
Por exemplo, para ranhuras curvas moldadas por injeção, haverá um ângulo de inclinação de no máximo 1° na lateral da ranhura, portanto, o erro entre os valores de largura máxima e mínima pode chegar a 0,14 mm.
Além disso, os corpos de prova moldados por injeção sofrem contração térmica, e haverá uma grande diferença entre as medições realizadas no centro e na borda do corpo de prova. Portanto, as normas pertinentes também especificam a posição de medição. Por exemplo, a norma ISO 178 exige que a posição de medição da largura do corpo de prova seja de ±0,5 mm em relação à linha central da espessura, e a posição de medição da espessura seja de ±3,25 mm em relação à linha central da largura.
Além de garantir que as dimensões sejam medidas corretamente, também é preciso tomar cuidado para evitar erros causados por erros de entrada de dados humanos.
Data da publicação: 25 de outubro de 2024