VẬT LIỆU KIM LOẠI - HIỆU CHUẨN HỆ THỐNG MÁY ĐO ĐỘ GIÃN SỬ DỤNG TRONG THỬNGHIỆM MỘT TRỤC

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10601:2014 ISO 9513:2012 VẬT LIỆU KIM LOẠI - HIỆU CHUẨN HỆ THỐNG MÁY ĐO ĐỘ GIÃN SỬ DỤNG TRONG THỬ NGHIỆM MỘT TRỤC Metallic materials - Calibration of extensometer systems used in uniaxial testing Lời nói đầu TCVN 10601:2014 hồn tồn tương đương ISO 9513:2012 đính 1:2013 TCVN 10601:2014 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 164, Thử lý kim loại biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Lời giới thiệu Tiêu chuẩn đặt chuẩn (các tiêu chí) cho hiệu chuẩn hệ thống máy đo độ giãn bao gồm nguyên tắc chung, thiết bị hiệu chuẩn sử dụng, kiểm tra hiệu chuẩn sơ đo chiều dài cữ cho kiểu hệ thống máy đo độ giãn khác Các khía cạnh q trình hiệu chuẩn đề cập đánh giá kết quả, độ không đảm bảo đo, chu kỳ hiệu chuẩn báo cáo Các chuẩn (tiêu chí) cho thiết bị hiệu chuẩn, hiệu chuẩn tuyển chọn thiết bị đề cập, bổ sung thư mục tài liệu tham khảo bao gồm số luận văn quan trọng hệ thống máy đo độ giãn ứng dụng chùng [1] đến [10] Công việc giai đoạn triển khai trình cho hiệu chuẩn máy đo độ giãn động lực học, nhiên, thời điểm soạn thảo tiêu chuẩn này, trình cho hiệu chuẩn chưa đạt mức triển khai thích hợp cho kết luận phạm vi tiêu chuẩn Đề có thêm thơng tin, tham khảo tài liệu [6] Các phụ lục tham khảo đưa tính tốn độ không đảm bảo đo cho hiệu chuẩn hệ thống máy đo độ giãn (Phụ lục A), hiệu chuẩn cấu hiệu chuẩn (Phụ lục B) ví dụ báo cáo hiệu chuẩn (Phụ lục C) Các phụ lục tiếp sau đề cập đến ví dụ cấu hình hệ thống máy đo độ giãn (Phụ lục D), đo độ giãn laser (Phụ lục E), độ độ giãn video (Phụ lục F), đo toàn trường biến dạng (Phụ lục G) hiệu chuẩn hệ thống đo trượt (Phụ lục H) VẬT LIỆU KIM LOẠI - HIỆU CHUẨN HỆ THỐNG MÁY ĐO ĐỘ GIÃN SỬ DỤNG TRONG THỬ NGHIỆM MỘT TRỤC Metallic materials - Calibration of extensometer systems used in uniaxial testing Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phương pháp hiệu chuẩn tĩnh hệ thống máy đo độ giãn sử dụng thử nghiệm trục bao gồm hệ thống máy đo độ giãn chiều trục hướng kính, tiếp xúc khơng tiếp xúc Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ, định nghĩa sau 2.1 Hệ thống máy đo độ giãn (extensometer system) Thiết bị dùng để đo chuyển vị biến dạng bề mặt mẫu thử CHÚ THÍCH: Theo tiêu chuẩn này, thuật ngữ “hệ thống máy đo độ giãn” bao gồm dụng cụ thị Một số máy đo độ giãn thị biến dạng cách trực tiếp (ví dụ, máy đo độ giãn laser kỹ thuật tương quan ảnh số) Các máy đo độ giãn khác thay đổi chiều dài cữ mẫu thử; chiều dài chuyển đổi thành biến dạng cách chia cho chiều dài cữ có liên quan 2.2 Chiều dài cữ (gauge length) Phần mẫu thử đo độ giãn Ký hiệu tên gọi Các ký hiệu tên gọi chúng sử dụng suốt tiêu chuẩn cho Bảng1 Bảng - Ký hiệu tên gọi Ký hiệu Le Tên gọi Chiều dài cữ danh nghĩa máy đo độ giãn Đơn vị mm L’e Chiều dài cữ đo máy đo độ giãn mm lmax Giới hạn lớn phạm vi hiệu chuẩn mm lmin Giới hạn nhỏ phạm vi hiệu chuẩn mm li Chuyển vị máy đo độ giãn thị µm lt Chuyển vị cho cấu hiệu chuẩn µm qLe Sai số tương đối chiều dài cữ hệ thống máy đo độ giãn % qrb Sai số tương đối độ lệch hệ thống máy đo độ giãn % qb Sai số tuyệt đối độ lệch hệ thống máy đo độ giãn µm r Độ phân giải hệ thống máy đo độ giãn µm Nguyên lý Hiệu chuẩn hệ thống máy đo độ giãn đòi hỏi so sánh số đọc máy đo độ giãn với thay đổi biết chiều dài thiết bị hiệu chuẩn cung cấp CHÚ THÍCH 1: Người sử dụng xác định phạm vi chuyển vị (dịch chuyển) thực hiệu chuẩn Trong trường hợp này, đặc tính hệ thống máy đo độ giãn tối ưu hóa Ví dụ, mỏi có chu kỳ với biến dạng nhỏ kiểm sốt, có phần nhỏ phạm vi làm việc máy đo độ giãn thường sử dụng Vì vậy, trường hợp này, hiệu chuẩn tập trung vào phần phạm vi làm việc thích hợp Q trình hiệu chuẩn so sánh với chuyển vị biết từ thiết bị hiệu chuẩn với tín hiệu hệ thống máy đo độ giãn Tín hiệu xếp từ số đọc thực thủ cơng đồng hồ xác cao thị chuyển vị chuyển đổi/ hệ thống ghi liệu/điện tử Trong trường hợp hệ thống ghi liệu/điện tử, tín hiệu hệ thống máy đo độ giãn bao gồm điều chỉnh đường cong liệu áp dụng hệ thống ghi liệu/điện tử CHÚ THÍCH 2: Đối với số kiểu hệ thống máy đo độ giãn, hiệu chuẩn phân loại phụ thuộc vào khả xác định chiều dài cữ hệ thống máy đo độ giãn Thiết bị hiệu chuẩn 5.1 Cơ cấu hiệu chuẩn Hiệu chuẩn cho phép tạo chuyển vị cho lt máy đo độ giãn gồm khung cứng với trục đồng trục thích hợp đồ gá khác gắn vào máy đo độ giãn Cơ cấu hiệu chuẩn phải có phận làm cho trục di chuyển với dụng cụ đo xác thay đổi chiều dài tạo Các thay đổi chiều dài đo bằng, ví dụ, giao thoa kế, ghi độ tăng tuyến tính mẫu đo so sánh vi kế CHÚ THÍCH: Các đồ gá chuyên dùng cho trục cấu hiệu chuẩn, sử dụng để hiệu chuẩn máy đo độ giãn đo theo hướng kính Nên hiệu chuẩn cấu hiệu chuẩn phù hợp với Phụ lục B cấu hiệu chuẩn nên đáp ứng yêu cầu đặc tính cho Bảng B.1 Phụ lục B đưa quy trình hiệu chuẩn nên dùng cho cấu hiệu chuẩn chi tiết hóa chuẩn đặc tính để máy thích hợp cho hiệu chuẩn hệ thống máy đo độ giãn phù hợp với tiêu chuẩn 5.2 Khả theo dõi thông số hiệu chuẩn Cơ cấu hiệu chuẩn thiết bị phụ trợ (như vi kế, compa đo, kính hiển vi quang học chiếu hình) phải hiệu chuẩn theo tiêu chuẩn tra cứu từ hệ thống đơn vị quốc tế (SI) Độ không đảm bảo đo gắn liền với phép đo thiết bị phụ trợ không vượt phần ba sai số cho phép hệ thống máy đo độ giãn hiệu chuẩn (xem Bảng 2) Dụng cụ đo nhiệt độ phải có độ phân giải 0,1oC Kiểm tra trước hiệu chuẩn 6.1 Mục tiêu Trước hiệu chuẩn, hệ thống máy đo độ giãn phải kiểm tra Yêu cầu bao gồm không hạn chế việc kiểm tra chi tiết, phận khí, ví dụ dịch chuyển tự do, chi tiết bị hư hỏng, lưỡi dao bị mòn, chốt/chi tiết cố định cho chỉnh đặt chiều dài cữ bị mòn Đối với hệ thống máy đo độ giãn có lắp chuyển đổi điện tử, phải kiểm tra hư hỏng, mài mòn … dây dẫn đầu nối Hệ thống máy đo độ giãn phải hiệu chuẩn theo điều kiện quy định Phải đánh giá kết cần thiết, hệ thống phải điều chỉnh hiệu chuẩn lại Trong trường hợp này, phải báo cáo hai liệu 6.2 Hồ sơ kiểm tra Hồ sơ kiểm tra trước hiệu chuẩn phải lưu giữ, nhận dạng điều kiện “quy định” hệ thống máy đo độ giãn thực việc kiểm tra người tiến hành kiểm tra Các ghi chép việc kiểm tra trước hiệu chuẩn có dạng báo cáo văn phiếu kiểm tra tồn diện có “dạng phù hợp với quy định” 6.3 Nhận dạng thành phần hệ thống máy đo độ giãn Máy đo độ giãn phải nhận dạng cách Các chi tiết người sử dụng thay đổi trình sử dụng máy đo độ giãn cách bình thường ảnh hưởng đến hiệu chuẩn máy đo độ giãn phải nhận dạng cách nhất, Tuy nhiên, u cầu khơng áp dụng cho phận kẹp chặt dùng để kẹp chặt máy đo độ giãn với mẫu thử Các nội dung nhận dạng phần hồ sơ cho hệ thống máy đo độ giãn Đo chiều dài cữ máy đo độ giãn 7.1 Đo độ giãn chiều dài cữ cố định 7.1.1 Chiều dài cữ đo, L’e máy đo độ giãn có chiều dài cữ cố định phải xác định phương pháp trực tiếp gián tiếp Trong hai trường hợp cần sử dụng chốt điều chỉnh đồ gá đo máy đo độ giãn để chỉnh đặt điểm tiếp xúc máy đo độ giãn theo chuyển vị đặt trước CHÚ THÍCH: Khả thay đổi chiều dài cữ đo khe hở/độ mòn mức cấu điều chỉnh chiều dài cữ 7.1.1.1 Phép đo trực tiếp chiều dài cữ, L’e thực điểm tiếp xúc máy đo độ giãn sử dụng dụng cụ đo hiệu chuẩn compa đo kính hiển vi chiếu hình/chiếu tia X 7.1.1.2 Phép đo gián tiếp chiều dài cữ, L’e thực cách đặt máy đo độ giãn mẫu thử kim loại mềm cho lưỡi dao điểm máy đo độ giãn rời khỏi vạch dấu chúng Khi máy đo độ giãn tháo ra, phải đo khoảng cách vạch dấu mẫu thử thiết bị có độ xác phù hợp với cấp xác yêu cầu máy đo độ giãn 7.1.2 Sai số tương đối chiều dài cữ, qLe, tính tốn từ cơng thức (1) phải đáp ứng yêu cầu cho Bảng q Le = L ' e − Le × 100 Le (1) 7.2 Đo độ giãn chiều dài cữ thay đổi 7.2.1 Chiều dài cữ máy đo độ giãn có chiều dài cữ thay đổi phải đo phương pháp trực tiếp gián tiếp 7.2.1.1 Phép đo trực tiếp chiều dài cữ thực cách chỉnh đặt máy đo độ giãn tới chiều dài cữ yêu cầu dưỡng đo, đồ gá dụng cụ khác, sau phép đo điểm tiếp xúc máy đo độ giãn dụng cụ đo hiệu chuẩn compa kính hiển vi chiếu hình/chiếu tia X 7.2.1.2 Phép đo gián tiếp chiều dài cữ, L’e thực cách gắn máy đo độ giãn vào mẫu thử kim loại mềm cho lưỡi dao điểm tiếp xúc máy đo độ giãn rời khỏi vạch dấu chúng Khi máy đo độ giãn tháo ra, phải đo khoảng cách vạch dấu mẫu thử thiết bị có độ xác phù hợp với cấp xác yêu cầu máy đo độ giãn 7.2.2 Các máy đo độ giãn thường sử dụng thử nghiệm độ rão, kéo nhiệt độ cao thử nghiệm hồi phục ứng suất có chiều dài cữ xác định gờ nhỏ gia công đoạn song song mẫu thử, máy đo độ giãn kẹp chặt Phải xác định trực tiếp chiều dài cữ cho máy đo độ giãn từ mẫu thử với độ xác phù hợp với cấp xác yêu cầu máy đo độ giãn 7.2.3 Sai số tương đối chiều dài cữ, qLe, tính tốn từ cơng thức (1) phải đáp ứng yêu cầu cho Bảng 7.2.4 Khi máy đo độ giãn chỉnh đặt đo chiều dài cữ, phải xác định sai số tương đối chiều dài cữ Nếu đặc điểm mẫu thử xác định chiều dài cữ không cần thiết phải xác định sai số tương đối chiều dài cữ 7.2.5 Khi máy đo độ giãn chỉnh đặt tự động chiều dài cữ, phải đo chiều dài cữ lớn nhỏ cộng với ba chiều dài cữ chiều dài cữ lớn nhỏ Khi sử dụng năm chiều dài cữ, phải đo tất chiều dài cữ 7.3 Đo độ giãn phương pháp không tiếp xúc Chiều dài cữ phép đo độ giãn phương pháp không tiếp xúc xác lập phù hợp với hướng dẫn nhà sản xuất 7.4 Chiều dài cữ máy đo độ giãn xác lập dưỡng đo điều chỉnh Khi chiều dài cữ máy đo độ giãn chỉnh đặt dưỡng đo tháo được, sai số tương đối chiều dài cữ, qLe, tính tốn từ cơng thức (1) không vượt giá trị cho Bảng Độ không đảm bảo đo phép đo chiều dài cữ không vượt phần ba sai số cho phép chiều dài cữ Q trình hiệu chuẩn 8.1 Xem xét mơi trường 8.1.1 Phải ghi lại nhiệt độ môi trường xung quanh trình hiệu chuẩn hệ thống máy đo độ giãn Thông thường, nên thực hiệu chuẩn hệ thống máy đo độ giãn nhiệt độ ổn định phạm vi ± 2oC, nhiệt độ chuẩn phạm vi từ 18oC đến 28oC Các thay đổi nhiệt độ q trình hiệu chuẩn thêm vào độ không đảm bảo đo hiệu chuẩn số trường hợp ảnh hưởng đến khả hiệu chuẩn xác máy đo độ giãn 8.1.2 Đối với máy đo độ giãn sử dụng cho thử nghiệm trục nhiệt độ nằm phạm vi 10oC đến 35oC nên thực hiệu chuẩn nhiệt độ thử gần nhiệt độ thử, có thiết bị 8.1.3 Máy đo độ giãn phải đặt gần cấu hiệu chuẩn, lắp thời gian đủ lâu trước hiệu chuẩn cho chi tiết hệ thống máy đo độ giãn cấu hiệu chuẩn tiếp xúc ổn định nhiệt độ hiệu chuẩn 8.2 Vị trí máy đo độ giãn Máy đo độ giãn phải đặt, thực được, cấu hiệu chuẩn theo hướng tương tự với hướng mà máy đo độ giãn sử dụng trình thử nghiệm trục để tránh sai số cân biến dạng chi tiết máy đo độ giãn Máy đo độ giãn phải kẹp chặt theo cách tương tự trình thử nghiệm trục 8.3 Độ tăng hiệu chuẩn 8.3.1 Người sử dụng phải xác lập phạm vi chuyển vị hệ thống máy đo độ giãn hiệu chuẩn 8.3.2 Số lượng điểm hiệu chuẩn số lượng phạm vi thực hiệu chuẩn phải dựa mối quan hệ chuyển vị nhỏ xác định đặc tính l chuyển vị lớn xác định đặc tính lmax 8.3.3 Đối với thử nghiệm đơn, phải lấy loạt số đọc sau: a) Nếu (lmax/lmin) nhỏ 10, phạm vi với năm độ tăng phải ghi lại b) Nếu (lmax/lmin) lớn 10 nhỏ 100, hai phạm vi (l đến 10 lmin 10 lmin đến lmax) (lmin đến 0,1 lmax 0,1 lmax đến 10lmax), phạm vi có năm độ tăng phải ghi lại c) Nếu (lmax/lmin) lớn 100, ba phạm vi (lmin đến 10 lmin,10 lmin đến 100 lmin 100 lmin đến lmax) (lmin đến 0,01 lmax, 0,01 lmax đến 0,1 lmax, 0,1 lmax đến lmax), phạm vi có năm độ tăng phải ghi lại Đối với loại ba loại [a), b), C) nêu trên], độ tăng hai điểm liền kề không vượt phần ba phạm vi Hình giới thiệu ví dụ độ tăng CHÚ DẪN: Các điểm hiệu chuẩn Hình - Sơ đồ dẫn phân bố điểm hiệu chuẩn CHÚ THÍCH 1: Một phép thử kéo đo mođun ứng suất thử từ máy đo độ giãn rơi vào loại a) Một phép thử kéo xác lập giới hạn chảy thử độ giãn dài lúc đứt từ máy đo độ giãn, độ rão cho thử phá hủy rơi vào loại b) loại c) CHÚ THÍCH 2: Đối với thử mỏi, sử dụng phạm vi có năm độ tăng (với độ tăng hai điểm liền kề không vượt phần ba phạm vi l lmax) CHÚ THÍCH 3: Các giá trị thu từ tính tốn nêu điều chỉnh tới độ tăng thuận tiện gần đề phù hợp với độ tăng máy hiệu chuẩn 8.3.4 Khi xác lập lmax lmin, phải tính đến yếu tố vận hành độ giãn nở nhiệt thử nghiệm nhiệt độ cao biến cố bất ngờ ngẫu nhiên chuyển vị phụ thêm thay đổi lắp đặt cho thử nghiệm 8.4 Quá trình hiệu chuẩn 8.4.1 Phải thực hiệu chuẩn điều kiện quy định mà làm đặc biệt 8.4.2 Khi nhiệt độ ổn định, trước hiệu chuẩn cấu hiệu chuẩn, nên cho máy đo độ giãn vận hành hai lần phạm vi hiệu chuẩn hệ thống hiệu chuẩn Nếu có thể, chuyển vị lấy giá trị nhỏ âm đưa không Chỉnh đặt lại hệ thống máy đo độ giãn khơng khí thích hợp 8.4.3 Hiệu chuẩn bao gồm hai loạt phép đo với độ tăng quy định 8.3 - Thực ghi lại loạt giá trị đo đầu tiên; máy đo độ giãn tháo sau đặt lại cấu hiệu chuẩn - Thực loạt phép đo thứ hai sau theo cách loạt phép đo Tùy theo mong muốn sử dụng máy đo độ giãn, hai loạt phép đo tiến hành với độ tăng chiều dài độ giảm chiều dài hai 8.5 Xác định đặc tính hệ thống máy đo độ giãn 8.5.1 Độ phân giải 8.5.1.1 Độ phân giải, r, đại lượng nhỏ đọc dụng cụ 8.5.1.2 Đối với máy đo độ giãn có thang đo analog, độ phân giải dụng cụ thị phải tỷ số chiều rộng kim khoảng cách tâm đến tâm hai vạch chia độ liền kề thang đo (khoảng cách thang đo) nhân với kích thước biểu thị cho độ tăng thang đo Độ phân giải không nhỏ phần năm kích thước biểu thị khoảng cách thang đo từ khoảng cách hai vạch dấu liền kề lớn 2,5 mm, trường hợp độ phân giải nhỏ phần mười khoảng cách thang đo 8.5.1.3 Đối với hệ thống máy đo độ giãn có phận hiển thị điện tử, tín hiệu phải quan trắc thời gian 10s ghi lại giá trị lớn nhỏ Một nửa độ chênh lệch giá trị lớn nhỏ quan trắc phải xác lập ghi lại độ phân giải r Khi giá trị nhỏ lớn nhau, độ phân giải phải chữ số phận hiển thị 8.5.2 Sai số độ lệch 8.5.2.1 Sai số tương đối độ lệch Sai số tương đối độ lệch, qrb, chuyển vị cho, lt tính tốn từ cơng thức (2): q rb = li − lt × 100 lt (2) 8.5.2.2 Sai số tuyệt đối độ lệch Sai số tuyệt đối độ lệch, qb, chuyển vị cho, lt tính tốn từ cơng thức (3): qb = (li - lt) (3) Phân loại hệ thống máy đo độ giãn 9.1 Dữ liệu đầu vào Các liệu đầu vào yêu cầu cho phân loại hệ thống máy đo độ giãn là: a) Sai số tương đối chiều dài cữ (xem 7.2.5); b) Độ phân giải (tuyệt đối và/hoặc tương đối) hệ thống máy đo độ giãn (xem 8.5.1); c) Đối với điểm liệu hiệu chuẩn, sai số độ lệch (tuyệt đối và/hoặc tương đối) (xem 8.5.2); d) Xác nhận cấu hiệu chuẩn đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn điểm liệu hiệu chuẩn 9.2 Phân tích liệu Đánh giá liệu thu thập sau: a) Sai số tương đối chiều dài cữ so sánh với giới hạn Bảng phân loại đạt được; b) Độ phân giải hệ thống máy đo độ giãn điểm liệu hiệu chuẩn so sánh với giới hạn Bảng phân loại đạt được; c) Đối với điểm liệu hiệu chuẩn, sai số độ lệch so sánh với giới hạn Bảng phân loại đạt 9.3 Tiêu chí phân loại Bảng đưa giá trị lớn cho phép sai số tương đối chiều dài cữ, độ phân giải sai số độ lệch Bảng - Phân loại hệ thống máy đo độ giãn Độ phân giải a Sai số tương Cấp hệ đối chiều Tỷ lệ phần thống máy đo dài cữ, qLe trăm số độ giãn đọc (r/li).100 % % a Sai số độ lệch a Giá trị tuyệt Giá trị tương đối, r đối, qrb µm % Giá trị tuyệt đối li - l t µm 0,2 ± 0,2 0,1 0,2 ± 0,2 ± 0,6 0,5 ± 0,5 0,25 0,5 ± 0,5 ± 1,5 ± 1,0 0,5 1,0 ± 1,0 ± 3,0 ± 2,0 1,0 2,0 ± 2,0 ± 6,0 Lấy giá trị lớn 9.4 Đánh giá kết 9.4.1 Thu thập liệu quy định 9.2 xác định giá trị lớn cho phân loại thông số sau: a) Sai số tương đối chiều dài cữ; b) Đối với điểm liệu hiệu chuẩn, độ phân giải hệ thống máy đo độ giãn; c) Đối với điểm liệu hiệu chuẩn, sai số độ lệch; d) Đối với điểm liệu hiệu chuẩn, phân loại cấu hiệu chuẩn giá trị lớn thông số dùng để phân loại theo tiêu chuẩn hệ thống máy đo độ giãn 9.4.2 Mỗi cần thực điều chỉnh để máy đo độ giãn tuân theo yêu cầu cấp để sử dụng theo dự định, nhà cung cấp hiệu chuẩn, với phòng thử nghiệm chứng nhận, cần tiến hành điều chỉnh để nâng cao đặc tính hệ thống máy đo độ giãn Hồ sơ hiệu chuẩn ban đầu phải lưu giữ cung cấp phần tài liệu hiệu chuẩn Phải báo cáo kết sau điều chỉnh chứng hiệu chuẩn 10 Xác định độ không đảm bảo đo 10.1 Độ không đảm bảo đo hiệu chuẩn Nhiều yếu tố đóng góp vào độ khơng đảm bảo đo q trình hiệu chuẩn Phải đánh giá yếu tố sau đưa vào tính tốn độ khơng đảm bảo đo: a) Độ không đảm bảo đo hiệu chuẩn thiết bị hiệu chuẩn; b) Độ dao động nhiệt độ mơi trường xung quanh q trình hiệu chuẩn; c) Sự thay đổi người vận hành có nhiều người thực hiệu chuẩn phòng thử nghiệm d) Chỉnh đặt chiều dài cữ e) Thiết bị đo chiều dài cữ Để có thêm thông tin, tham khảo Phụ lục A 10.2 Xác định độ không đảm bảo đo Phải xác định độ khơng đảm bảo đo Tính tốn dùng làm ví dụ để cách đánh giá độ không đảm bảo đo hệ thống máy đo độ giãn giới thiệu Phụ lục A CHÚ THÍCH: Các yêu cầu tiêu chuẩn giới hạn thành phần độ khơng đảm bảo đo hiệu chuẩn máy đo độ giãn Với việc tuân theo tiêu chuẩn đo này, cần tính đến cách rõ ràng độ không đảm bảo đo theo yêu cầu số tiêu chuẩn chứng nhận Khi giảm độ lệch cho phép lượng độ không đảm bảo đo dẫn đến việc tính tốn hai lần độ không đảm bảo đo Việc phân loại máy đo độ giãn hiệu chuẩn chứng nhận đáp ứng cấp riêng biệt không bảo đảm cho độ xác, bao gồm độ khơng đảm bảo đo, nhỏ giá trị riêng Ví dụ, máy đo độ giãn cấp 0,5 không thiết phải có độ lệch, bao gồm độ khơng đảm bảo đo, nhỏ 0,5% 11 Chu kỳ hiệu chuẩn hệ thống máy đo độ giãn 11.1 Thời gian hai lần hiệu chuẩn phụ thuộc vào kiểu hệ thống máy đo độ giãn, tiêu chuẩn bảo dưỡng số lần sử dụng hệ thống máy đo độ giãn Trong điều kiện bình thường, nên thực hiệu chuẩn chu kỳ xấp xỉ 12 tháng Chu kỳ không vượt 18 tháng, trừ thử nghiệm kéo dài 18 tháng; trường hợp này, hệ thống máy đo độ giãn phải hiệu chuẩn trước sau thử nghiệm Khi tiến hành thử nghiệm độ rão thời gian dài theo ISO 204, chu kỳ hiệu chuẩn cho hệ thống máy đo độ giãn dựa theo kinh nghiệm thực tế sâu rộng ba năm, tình trạng tương tự xuất thử nghiệm độ giãn ứng suất thời gian dài Trong trường hợp này, yêu cầu tiêu chuẩn thử nghiệm phải đặt lên trước chu kỳ hiệu chuẩn điều 11.2 Hệ thống máy đo độ giãn phải hiệu chuẩn sau lần sửa chữa điều chỉnh để không làm ảnh hưởng đến độ xác phép đo 12 Chứng hiệu chuẩn 12.1 Thông tin bắt buộc Chứng hiệu chuẩn phải có thông tin sau: a) Viện dẫn tiêu chuẩn này, nghĩa TCVN 10601 (ISO 9513); b) Tên địa chủ sở hữu hệ thống máy đo độ giãn; c) Nhận dạng máy đo độ giãn (kiểu, chiều dài cữ, nhãn hiệu, số seri vị trí lắp ráp); d) Kiểu số hiệu chuẩn cấu hiệu chuẩn; e) Nhiệt độ trình hiệu chuẩn; f) Tính chất thay đổi chiều dài dùng cho hiệu chuẩn, nghĩa hiệu chuẩn với độ tăng và/hoặc độ giảm chiều dài; g) Ngày hiệu chuẩn; h) Tên người thực hiệu chuẩn, cộng với tên dấu tổ chức hiệu chuẩn; i) Tất kết hiệu chuẩn (điều kiện quy định, điều chỉnh, phép đo sau điều chỉnh); j) Công bố độ không đảm bảo đo; k) Phân loại cho phạm vi máy đo độ giãn Các điều khoản nêu chứng trình bày báo cáo viện dẫn 12.2 Trình bày liệu Các kết hiệu chuẩn phải lập thành bảng chứng phải bao gồm giá trị riêng sai số độ lệch gắn liền với điểm hiệu chuẩn Biểu đồ kết hiệu chuẩn trình bày phần chứng Phụ lục A (Tham khảo) Độ không đảm bảo đo A.1 Lời giới thiệu Phép tính gần để xác định độ khơng đảm bảo đo trình bày phụ lục xem xét độ không đảm bảo đo gắn liền với tồn đặc tính phương pháp đo chiều dài Các độ không đảm bảo đo đặc trưng phản ánh ảnh hưởng kết hợp tất độ không đảm bảo đo riêng biệt Độ không đảm bảo đo dụng cụ đo chuẩn (thiết bị hiệu chuẩn) dẫn chứng hiệu chuẩn tương ứng Các yếu tố ảnh hưởng đến đại lượng bao gồm: a) Các ảnh hưởng môi trường sai lệch nhiệt độ; b) Sai lệch chuẩn chuyển vị; c) Sai lệch nội suy thiết bị chuẩn Các đại lượng cần phải xem xét Tùy theo kết cấu thiết bị hiệu chuẩn, cần tính đến vị trí máy đo độ giãn có liên quan đến đường trục chiều dài cữ máy thử Trong số biến số đo máy đo độ giãn có liên quan đến đánh giá độ khơng đảm bảo đo nên quan tâm đến thành phần sau: - Sự hướng trục máy đo độ giãn với thiết bị hiệu chuẩn; - Dụng cụ thị thay đổi chiều dài; - Độ không ổn định đo tương đối độ phân giải thiết bị hiệu chuẩn; - Sai số chiều dài cữ; - Sai lệch tương đối dụng cụ thị máy đo độ giãn; - Độ phân giải máy đo độ giãn; - Các ảnh hưởng nhiệt độ Có thể tính tốn độ khơng đảm bảo đo hệ thống máy đo độ giãn cho thử nghiệm trục thời điểm hiệu chuẩn từ giới hạn đặc tính từ số đọc thu được; tính tốn chi tiết hóa phần sau Vì sai số độ xác, độ lệch cho, thường không hiệu chỉnh trình hiệu chuẩn, rơi vào thơng số Bảng 2, phạm vi chứa sai số tương đối đánh giá, E, với E = q ± U, q sai số tương đối độ xác quy định 8.5.2 U độ không đảm bảo đo mở rộng [11], [12] Điều kiện hiệu chuẩn đáp ứng sai số tương đối chiều dài cữ q Le (xem Bảng 2) nằm phạm vi dung sai cho A.2 Cơ cấu hiệu chuẩn Độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn liên quan đến cấu hiệu chuẩn, ustd cho bởi: (A.1) Trong đó: ucal độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn 0,5 lần độ lệch mở rộng cấu hiệu chuẩn, xác định từ chứng hiệu chuẩn thông tin có liên quan khác; uA độ khơng đảm bảo tương đối tiêu chuẩn sai lệch nhiệt độ nhiệt độ hiệu chuẩn máy đo độ giãn nhiệt độ hiệu chuẩn cấu hiệu chuẩn: (A.2) α hệ số nhiệt độ cấu hiệu chuẩn theo điều kiện kỹ thuật nhà sản xuất; αtemp sai lệch nhiệt độ nhiệt độ hiệu chuẩn máy đo độ giãn nhiệt độ hiệu chuẩn cấu hiệu chuẩn uB độ không đảm bảo đo tương đối tiêu chuẩn độ không đảm bảo đo (độ trôi) thời gian dài cấu hiệu chuẩn: (A.3) αsensitivity độ không đảm bảo đo thời gian dài cấu hiệu chuẩn uD độ không đảm bảo đo tương đối tiêu chuẩn phép tính gần tuyến tính đường cong đa thức (nếu có yêu cầu): (A.4) αdeviation sai lệch tương đối phép tính gần tuyến tính đường cong đa thức cấu hiệu chuẩn A.3 Độ phân giải Độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn có liên quan đến độ phân giải tương đối, ur thu từ phân bố chữ nhật: (A.5) đó: αresolution độ phân giải tương đối máy đo độ giãn A.4 Độ lặp lại Độ khơng đảm bảo đo tiêu chuẩn có liên quan đến độ lặp lại, ub sai lệch tương đối tiêu chuẩn giá trị sai số trung bình đánh giá: (A.6) Trong đó: n số lượng số đọc; qi sai số độ lệch đo (%); q sai số trung bình độ lệch đo (%) A.5 Sai số trung bình tương đối hệ thống máy đo độ giãn Độ không đảm bảo đo sai số trung bình tương đối hệ thống máy đo độ giãn, uq đo bởi: (A.7) A.6 Độ không đảm bảo đo mở rộng Một tất độ không đảm bảo đo mở rộng tiêu chuẩn có liên quan cho phép (bao gồm đóng góp khác nêu trên), độ không đảm bảo đo liên hợp, u q nhân với hệ số quét k để đo độ không đảm bảo đo mở rộng, u Nên sử dụng giá trị k = 2, tính tốn k từ số bậc tự hiệu dụng dựa nguyên tắc đặt ISO/IEC Guide 98-3 [11] (xem E.4.2, E.4.3 G.4.2) Vì thế, U cho bởi: U = k uq (A.8) Trong đó: k hệ số qt; uq độ khơng đảm bảo đo liên hợp Sai số trung bình tương đối đánh giá, E nằm phạm vi E=q±U A.7 Các giá trị đặc trưng độ không đảm bảo đo Trước đây, độ không đảm bảo đo tính đến cho mục đích phân loại Tuy nhiên, nên tính tốn tính đến độ khơng đảm bảo đo Yêu cầu ảnh hưởng đến phân loại hệ thống máy đo độ giãn có giá trị lớn cho phép chưa sửa đổi Để tính đến độ không đảm bảo đo, phải sử dụng thực tế chuẩn (tiêu chí) quy định với giá trị cho phép độ không đảm bảo đo Bảng A.1 Như vậy, áp dụng toàn phạm vi sai số lớn cho phép độ lệch Bảng A.1 - Các giá trị đặc trưng lớn độ không đảm bảo đo dùng cho hệ thống máy đo độ giãn Độ không đảm bảo đo đặc trưng lớn a Cấp hệ thống máy đo độ giãn a Giá trị tương đối, U Giá trị tuyệt đối, U % µm 0,2 0,12 0,3 0,5 0,3 0,8 0,6 1,7 1,2 3,3 Lấy giá trị lớn A.8 Ví dụ độ không đảm bảo đo dùng cho hệ thống máy đo độ giãn Hiệu chuẩn hệ thống máy đo độ giãn phạm vi 0,1 mm đến 10 mm (các Bảng A.2, A.3 A.4): Độ lệch (dịch chuyển) mở rộng thiết bị hiệu chuẩn: 0,2µm cho ≤ mm 1,0µm cho > 2mm Hệ số nhiệt độ cấu hiệu chuẩn: α = x 10-6 1/K Nhiệt độ hiệu chuẩn: 25oC Nhiệt độ hiệu chuẩn từ cấu hiệu chuẩn: 20oC Độ ổn định thời gian dài cấu hiệu chuẩn: αsensitivity = x 10-4 Độ phân giải hệ thống máy đo độ giãn: αresolution = 0,0001 mm Giá trị danh nghĩa chiều dài cữ máy đo độ giãn: L e = 20 mm Giá trị đo chiều dài cữ máy đo độ giãn: L e’= 20,06 mm Số lượng hành trình hiệu chuẩn = Như tính tốn giá trị sau: αtemp = 5K α αtemp = x 10-6 Sai số tương đối chiều dài cữ qLe = 0,3 % Bảng A.2 - Các kết hiệu chuẩn hệ thống máy đo độ giãn phạm vi 0,1 mm đến 10 mm Giá trị Giá trị đo Sai số Giá trị đo Sai số Giá trị Giá trị viện dẫn tương tương trung trung hành đối hành đối bình bình trình thử độ lệch trình thứ độ lệch giá trị độ lệch hành hành đo tương trình thứ trình thứ đối 2 Giá trị trung bình độ lệch tuyệt đối µm Độ Độ không không đảm bảo đảm bảo đo tiêu đo tương chuẩn đối tiêu độ chuẩn phân giải độ ur acc lặp lại ub (A5) acc (A6) % Hình D.9 - Máy đo độ giãn có hai lưỡi dao điểm tham chiếu (chuẩn) di động D.5 Máy đo độ giãn kiểu D Kiểu máy đo độ giãn kết hợp loạt đặc tính hệ thống khác cung cấp Máy đo độ giãn minh họa Hình D.10 trang bị lò xo để đo biến dạng cực nhỏ (vi biến dạng) Ngoài phép đo mức biến dạng định, chuyển đổi đo chuyển vị sử dụng cho phép đo tính tốn giá trị trung bình Hình D.10 - Tổ hợp máy đo độ giãn kiểu A (xem Hình D.2) kiểu B (xem Hình D.7 D.8) Về đặc tính liên quan đến nguyên lý thử độ xác chiều dài cữ danh nghĩa máy đo độ giãn, xem D.2.2 D.2.3 D.6 Máy đo độ giãn kiểu E D.6.1 Mô tả Các máy đo độ giãn kiểu E sử dụng để đo hành trình pittong máy thử thủy lực hành trình trượt máy thử khí Do vị trí chuyển đổi, phép đo biến dạng bị sai lệch biến dạng xuất khung chất tải, tác dụng tải trọng hệ thống đo lực D.6.2 Quy trình hiệu chuẩn Thực việc kiểm tra sử dụng chuyển đổi giá trị đo lấy liên tục (ví dụ, dụng cụ đo có mặt số) có cấp (ví dụ, mẫu) D.7 Máy đo độ giãn kiểu E D.7.1 Mô tả Các chuyển đổi kẹp chặt ép (nén) phận chất tải sử dụng để đo thay đổi xảy khoảng cách ép Mặc dù biến dạng khung chất tải không chắn, giá trị đo sửa đổi ép bị uốn cong D.7.2 Quy trình hiệu chuẩn Xem D.6.2 Hình D.11 - Bộ chuyển đổi sử dụng cho phép đo biến dạng ép (nén) Phụ lục E (Tham khảo) Đo độ giãn laser E.1 Nguyên lý làm việc máy đo độ giãn laser Một gồm hai dải (thép) mã hóa in mẫu thử Một chùm tia laser dẫn động lái tia quay quét liên tục dọc theo đường trục mẫu thử Sự tán xạ khuếch tán phản xạ ánh sáng laser diễn dải (thép) phát máy thu hình ảnh (xem Hình E.1) CHÚ DẪN: Máy quét Mẫu thử có dải (thép) tương phản Máy thu Máy tính cá nhân có nhiều điểm dừng Hình E.1 - Ngun lý làm việc Ngồi ra, tốc độ lái tia quay đo Từ chế độ thời gian ánh sáng phát qua hai dải (thép) với tốc độ biết lái tia tính toán khoảng cách hai vạch dấu Các đoạn tham chiếu dải (thép) riêng (xem Hình 2) đo lúc bắt đầu thử nghiệm cho mẫu thử chưa bị kéo dài Trên sở thay đổi biến dạng, độ giãn độ nén dải (thép) mã hóa đo tỷ lệ phần trăm giá trị tuyệt đối Các kết đo sử dụng giá trị analog giá trị số