ข่าว

ในการทดสอบประจำวัน นอกเหนือจากพารามิเตอร์ความแม่นยำของอุปกรณ์แล้ว คุณเคยพิจารณาถึงผลกระทบของการวัดขนาดตัวอย่างต่อผลการทดสอบหรือไม่ บทความนี้จะผสมผสานมาตรฐานและกรณีเฉพาะเพื่อให้คำแนะนำเกี่ยวกับการวัดขนาดของวัสดุทั่วไปบางชนิด

1. ความคลาดเคลื่อนในการวัดขนาดตัวอย่างส่งผลต่อผลการทดสอบมากน้อยเพียงใด?

ขั้นแรก พิจารณาว่าความคลาดเคลื่อนสัมพัทธ์ที่เกิดจากความคลาดเคลื่อนนั้นมีขนาดใหญ่เพียงใด ตัวอย่างเช่น สำหรับความคลาดเคลื่อน 0.1 มม. เท่ากัน สำหรับขนาด 10 มม. ความคลาดเคลื่อนคือ 1% และสำหรับขนาด 1 มม. ความคลาดเคลื่อนคือ 10%

ประการที่สอง ขนาดมีอิทธิพลต่อผลลัพธ์มากน้อยเพียงใด สำหรับสูตรการคำนวณความแข็งแรงดัดงอ ความกว้างมีผลต่อผลลัพธ์ในลำดับแรก ในขณะที่ความหนามีผลต่อผลลัพธ์ในลำดับที่สอง เมื่อค่าความคลาดเคลื่อนสัมพัทธ์เท่ากัน ความหนาจะมีผลกระทบต่อผลลัพธ์มากกว่า
ตัวอย่างเช่น ความกว้างและความหนามาตรฐานของชิ้นงานทดสอบการดัดงอคือ 10 มม. และ 4 มม. ตามลำดับ และค่าโมดูลัสการดัดงอคือ 8956 MPa เมื่อป้อนขนาดชิ้นงานจริงซึ่งมีความกว้างและความหนา 9.90 มม. และ 3.90 มม. ตามลำดับ ค่าโมดูลัสการดัดงอจะกลายเป็น 9741 MPa ซึ่งเพิ่มขึ้นเกือบ 9%

2. ประสิทธิภาพของอุปกรณ์วัดขนาดชิ้นงานทั่วไปเป็นอย่างไร?

อุปกรณ์วัดขนาดที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบันส่วนใหญ่ได้แก่ ไมโครมิเตอร์ เวอร์เนียร์คาลิเปอร์ เกจวัดความหนา เป็นต้น

โดยทั่วไปแล้ว ไมโครมิเตอร์ทั่วไปจะมีช่วงการวัดไม่เกิน 30 มม. ความละเอียดอยู่ที่ 1 μm และข้อผิดพลาดในการวัดสูงสุดอยู่ที่ประมาณ ±(2~4) μm ในขณะที่ไมโครมิเตอร์ความแม่นยำสูงมีความละเอียดถึง 0.1 μm และข้อผิดพลาดในการวัดสูงสุดอยู่ที่ ±0.5 μm

ไมโครมิเตอร์นี้มีค่าแรงวัดคงที่ในตัว และการวัดแต่ละครั้งจะได้ผลการวัดภายใต้เงื่อนไขของแรงสัมผัสคงที่ ซึ่งเหมาะสำหรับการวัดขนาดของวัสดุแข็ง

โดยทั่วไปแล้ว เวอร์เนียร์คาลิเปอร์แบบธรรมดาจะมีช่วงการวัดไม่เกิน 300 มม. มีความละเอียด 0.01 มม. และความคลาดเคลื่อนในการวัดสูงสุดประมาณ ±0.02~0.05 มม. เวอร์เนียร์คาลิเปอร์ขนาดใหญ่บางรุ่นสามารถวัดได้ถึง 1000 มม. แต่ความคลาดเคลื่อนก็จะเพิ่มขึ้นด้วย

ค่าแรงหนีบของเวอร์เนียร์คาลิเปอร์ขึ้นอยู่กับการใช้งานของผู้ใช้งาน ผลการวัดของคนคนเดียวกันโดยทั่วไปจะมีความเสถียร และผลการวัดของคนต่างกันจะมีความแตกต่างกันบ้าง เหมาะสำหรับการวัดขนาดของวัสดุแข็ง และการวัดขนาดของวัสดุอ่อนขนาดใหญ่บางชนิด

โดยทั่วไปแล้ว ระยะการเคลื่อนที่ ความแม่นยำ และความละเอียดของเกจวัดความหนาจะคล้ายคลึงกับไมโครมิเตอร์ อุปกรณ์เหล่านี้ให้แรงกดคงที่เช่นกัน แต่สามารถปรับแรงกดได้โดยการเปลี่ยนน้ำหนักที่กดด้านบน โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์เหล่านี้เหมาะสำหรับการวัดวัสดุที่อ่อนนุ่ม

3. จะเลือกอุปกรณ์วัดขนาดชิ้นงานทดสอบที่เหมาะสมได้อย่างไร?

หัวใจสำคัญในการเลือกอุปกรณ์วัดขนาดคือการตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ผลการทดสอบที่เป็นตัวแทนและมีความน่าเชื่อถือสูง สิ่งแรกที่ต้องพิจารณาคือพารามิเตอร์พื้นฐาน ได้แก่ ช่วงการวัดและความแม่นยำ นอกจากนี้ อุปกรณ์วัดขนาดที่ใช้กันทั่วไป เช่น ไมโครมิเตอร์และเวอร์เนียร์คาลิเปอร์ เป็นอุปกรณ์วัดแบบสัมผัส สำหรับรูปทรงพิเศษบางอย่างหรือตัวอย่างที่อ่อนนุ่ม เราควรพิจารณาถึงอิทธิพลของรูปทรงของหัววัดและแรงสัมผัสด้วย ที่จริงแล้ว มาตรฐานหลายฉบับได้กำหนดข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องสำหรับอุปกรณ์วัดขนาดไว้ เช่น ISO 16012:2015 กำหนดว่า สำหรับชิ้นส่วนขึ้นรูปด้วยการฉีดพลาสติก สามารถใช้ไมโครมิเตอร์หรือเกจวัดความหนาแบบไมโครมิเตอร์ในการวัดความกว้างและความหนาของชิ้นงานขึ้นรูปด้วยการฉีดพลาสติกได้ สำหรับชิ้นงานที่ผ่านการกลึง สามารถใช้เวอร์เนียร์คาลิเปอร์และอุปกรณ์วัดแบบไม่สัมผัสได้ สำหรับผลการวัดขนาด <10 มม. ความแม่นยำต้องอยู่ภายใน ±0.02 มม. และสำหรับผลการวัดขนาด ≥10 มม. ข้อกำหนดด้านความแม่นยำคือ ±0.1 มม. GB/T 6342 กำหนดวิธีการวัดขนาดสำหรับพลาสติกโฟมและยาง สำหรับตัวอย่างบางประเภท อนุญาตให้ใช้ไมโครมิเตอร์และเวอร์เนียร์คาลิเปอร์ได้ แต่มีข้อกำหนดอย่างเคร่งครัดในการใช้ไมโครมิเตอร์และเวอร์เนียร์คาลิเปอร์ เพื่อป้องกันไม่ให้ตัวอย่างได้รับแรงกระทำมากเกินไป ซึ่งอาจทำให้ผลการวัดไม่แม่นยำ นอกจากนี้ สำหรับตัวอย่างที่มีความหนาน้อยกว่า 10 มม. มาตรฐานยังแนะนำให้ใช้ไมโครมิเตอร์ แต่มีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับแรงกดสัมผัส ซึ่งคือ 100±10 Pa

มาตรฐาน GB/T 2941 กำหนดวิธีการวัดขนาดสำหรับตัวอย่างยาง ที่สำคัญคือ สำหรับตัวอย่างที่มีความหนาน้อยกว่า 30 มม. มาตรฐานระบุว่ารูปทรงของหัววัดควรเป็นหัวกดแบบแบนกลม มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 มม. ถึง 10 มม. สำหรับตัวอย่างที่มีความแข็ง ≥35 IRHD แรงกดที่ใช้คือ 22±5 kPa และสำหรับตัวอย่างที่มีความแข็งน้อยกว่า 35 IRHD แรงกดที่ใช้คือ 10±2 kPa

4. อุปกรณ์วัดชนิดใดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการวัดวัสดุทั่วไปบางชนิด?

A. สำหรับชิ้นงานทดสอบแรงดึงที่เป็นพลาสติก แนะนำให้ใช้ไมโครมิเตอร์ในการวัดความกว้างและความหนา

B. สำหรับชิ้นงานทดสอบแรงกระแทกที่มีรอยบาก สามารถใช้ไมโครมิเตอร์หรือเกจวัดความหนาที่มีความละเอียด 1 μm ในการวัดได้ แต่รัศมีของส่วนโค้งที่ด้านล่างของหัววัดไม่ควรเกิน 0.10 มม.

ค. สำหรับตัวอย่างฟิล์ม แนะนำให้ใช้เกจวัดความหนาที่มีความละเอียดสูงกว่า 1 ไมโครเมตร เพื่อวัดความหนา

D. สำหรับชิ้นงานทดสอบแรงดึงที่เป็นยาง แนะนำให้ใช้เกจวัดความหนาเพื่อวัดความหนา แต่ควรให้ความสำคัญกับพื้นที่ของหัววัดและแรงที่กระทำด้วย

E. สำหรับวัสดุโฟมที่บางกว่า แนะนำให้ใช้เครื่องวัดความหนาโดยเฉพาะเพื่อวัดความหนา

5. นอกจากการเลือกอุปกรณ์แล้ว ควรพิจารณาปัจจัยอื่นใดบ้างเมื่อทำการวัดขนาด?

ควรพิจารณาตำแหน่งการวัดของชิ้นงานบางชิ้นเพื่อให้แสดงถึงขนาดที่แท้จริงของชิ้นงานนั้น

ตัวอย่างเช่น สำหรับชิ้นส่วนโค้งที่ขึ้นรูปด้วยการฉีดขึ้นรูป จะมีมุมเอียงไม่เกิน 1° ที่ด้านข้างของชิ้นส่วน ดังนั้นความคลาดเคลื่อนระหว่างค่าความกว้างสูงสุดและต่ำสุดจึงสามารถอยู่ที่ 0.14 มม.

นอกจากนี้ ชิ้นงานที่ขึ้นรูปด้วยการฉีดขึ้นรูปจะเกิดการหดตัวจากความร้อน และจะมีค่าความแตกต่างมากระหว่างการวัดตรงกลางและที่ขอบของชิ้นงาน ดังนั้นมาตรฐานที่เกี่ยวข้องจึงระบุตำแหน่งการวัดไว้ด้วย ตัวอย่างเช่น ISO 178 กำหนดให้ตำแหน่งการวัดความกว้างของชิ้นงานต้องอยู่ห่างจากเส้นกึ่งกลางความหนา ±0.5 มม. และตำแหน่งการวัดความหนาต้องอยู่ห่างจากเส้นกึ่งกลางความกว้าง ±3.25 มม.

นอกจากการตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้วัดขนาดอย่างถูกต้องแล้ว ควรระมัดระวังไม่ให้เกิดข้อผิดพลาดที่เกิดจากการป้อนข้อมูลผิดพลาดของมนุษย์ด้วย