Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10601:2014 quy định phương pháp hiệu chuẩn tĩnh hệ thống máy đo độ giãn sử dụng trong thử nghiệm một trục bao gồm cả hệ thống máy đo độ giãn chiều trục và hướng kính, cả tiếp xúc và không tiếp xúc. Mời các bạn cùng tham khảo.
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 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 khơng 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 không 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 Tên gọi Đơn vị Le Chiều dài cữ danh nghĩa máy đo độ giãn 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 công 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 0,1 oC 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, yêu cầu không 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 u 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 khơng 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) khơng vượt q 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 Quá trình hiệu chuẩn 8.1 Xem xét môi trường 8.1.1 Phải ghi lại nhiệt độ mơi trường xung quanh q 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 trình hiệu chuẩn thêm vào độ khơng 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 công thức (2): q rb li lt lt 100 (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 - lt 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 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 môi trường xung quanh 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 thơng 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 khơng đảm bảo đo dẫn đến việc tính tốn hai lần độ khơng 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 không đảm bảo đo, nhỏ giá trị riêng Ví dụ, máy đo độ giãn cấp 0,5 khơng thiết phải có độ lệch, bao gồm độ không 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 khơng 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 khơng đảm bảo đo A.1 Lời giới thiệu Phép tính gần để xác định độ không đảm bảo đo trình bày phụ lục xem xét độ khơng 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 không 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 q 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 khơng đảm bảo đo tiêu chuẩn 0,5 lần độ lệch mở rộng cấu hiệu chuẩn, xác định từ chứng hiệu chuẩn thơng tin có liên quan khác; uA độ không 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): 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 tốn 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 CHÚ DẪN: chuẩn biến dạng X kích thước Y thời gian qt Hình E.2 - Ngun lý đo Thơng qua sử dụng máy quét laser phạm vi nhìn thấy được, điều chỉnh diện tích quét mắt thường Để mã hóa, dải (thép) tương phản với đặt khoảng cách cố định, phun sơn phun lớp bột mẫu/dưỡng sử dụng E.2 Khả hiệu chuẩn ảnh hưởng máy quét laser Về bản, quét máy đo độ giãn laser hiệu chuẩn phương pháp hiệu chuẩn thông thường (các mẫu, cảm biến đo học quang học, phương pháp đo giao thoa) với dụng cụ đo chuyển vị khí Yêu cầu thực với hiệu chuẩn cảm biến (đầu đọc) khí phần tử cố định phần tử di động hai đầu di động thiết bị hiệu chuẩn định vị độ tăng riêng biệt Ít dải (thép mã hóa đặt phần tử cố định di động Như vậy, sai lệch phép đo xác định sai lệch tuyệt đối tương đối so với vị trí vùng qt Ngồi sai số tĩnh này, cịn có thêm loạt ảnh hưởng tạo chế độ vận hành máy quét, máy thu môi trường Các ảnh hưởng bao gồm trạng thái trigơ linh kiện điện tử, tương phản vạch dấu mã hóa, ảnh hưởng ánh sáng khơng đổi thay đổi, chảy rối khơng khí cảm ứng điện từ Phép đo ảnh hưởng chủ yếu đo chế độ làm việc máy quét mẫu thử trạng thái nghỉ Trong trường hợp này, cần phân tích tính chất thống kê phép đo vị trí dải (thép) Trong điều kiện tối ưu, phân bố toàn hệ thống đo không nên lớn giá trị tương ứng với sai lệch ± đơn vị cấu định máy quét Thông số quan trọng máy quét tốc độ quét tốc độ chùm tia laser di chuyển mẫu thử Cùng với tần số cấu định di chuyển cục dải (thép) mã hóa theo chiều biến dạng, chúng tạo sai số động lực học phép đo Có thể xác định tốc độ thơng qua tính tốn cực tiểu hóa hàm điều chỉnh Các ảnh hưởng thêm tạo nguyên lý quét sử dụng mô tả Điều E.3 E.4 E.3 Máy đo độ giãn laser kiểu quét góc E.3.1 Nguyên lý làm việc máy quét góc CHÚ DẪN: Biến dạng Các dải thép tương phản Biến dạng dọc Biến dạng ngang Máy quét Hình E.3 - Nguyên lý làm việc máy quét góc Máy đo độ giãn kiểu qt góc vận hành sau: hai vạch dấu đo bố trí mẫu thử chưa bị kéo giãn Chùm tia laser chiếu điểm tâm quay gương quay đa giác bị lệch khỏi điểm theo chiều hướng tâm mẫu thử Tại vạch dấu bố trí mẫu thử, ánh sáng laser bị tán xạ cách khuếch tán phản xạ cách hội tụ Máy thu phân tích ánh sáng này, xác định chiều dài tham chiếu (chuẩn) tắt dần mẫu thử chưa bị kéo giãn sau thay đổi chiều dài trường hợp có nhiều vạch dấu, phân bố chúng trường hợp có va đập lực thử nghiệm Một tâm quét ngang bổ sung xác định đồng thời độ giãn ngang có yêu cầu Trong trường hợp quét góc, mẫu thử phải điều chỉnh thăng khoảng cách làm việc tới mẫu thử phải giữ khơng đổi q trình thử nghiệm E.3.2 Máy quét góc, giá trị đo ảnh hưởng tới độ xác CHÚ DẪN: lái tia điốt dừng điốt bắt đầu Hình E.4 - Các giá trị đo máy qt góc Hình E.4 giới thiệu giá trị đo thông số tạo phép đo hai dải (thép) Nên xem xét đến giá trị sau: αs-s Góc bắt đầu - dừng - góc điốt bắt đầu điốt dừng αs-s1 Góc bắt đầu - dải (thép) - góc điốt bắt đầu điốt dừng dải thép thứ αs-s2 Góc bắt đầu - dải (thép) - góc điốt bắt đầu dải (thép) thứ hai αs-m Góc bắt đầu - đường trục - góc điốt bắt đầu đường trục hệ thống αs1 Góc dải (thép) - góc đường trục dải (thép) thứ αs2 Góc dải (thép) - góc đường trục dải (thép) thứ hai P1 Vị trí dải (thép) - vị trí so với đường trục (được vạch dấu) P2 Vị trí dải (thép) - vị trí so với đường trục (được vạch dấu) s Khoảng cách tâm lái tia bề mặt mẫu thử l Chiều dài cữ - khoảng cách vạch dấu mẫu thử Vị trí P1 P2 hai dải (thép) xác định góc khoảng cách s Góc đo với trợ giúp cấu định Đối với vị trí dải (thép) áp dụng cơng thức sau: (E.1) Theo phương trình này, giá trị sau cần thiết để tính tốn vị trí dải (thép): ts-s thời gian bắt đầu - dừng ts-s1 thời gian bắt đầu - dải (thép) αs-s góc bắt đầu - dừng αs-m góc bắt đầu - đường trục s khoảng cách làm việc Có thể xác định độ giãn tuyệt đối tương đối từ vị trí hai dải (thép) Thử nghiệm hiệu chuẩn máy đo độ giãn laser kiểu máy qt góc quy trình để xác định thông số riêng biệt cho thiết bị mối nối máy đo độ giãn với thiết bị thử Các thông số quan trắc trường hợp thường nhà sản xuất cung cấp αs-s góc bắt đầu - dừng αs-m góc bắt đầu - đường trục s khoảng cách làm việc từ cạnh trước mẫu thử tới tâm quét Thử nghiệm, cần thiết, việc điều chỉnh lại góc bắt đầu - dừng thực trường Việc xác định góc bắt đầu - đường trục khoảng cách làm việc s từ tâm quét thực theo nguyên lý, phép thử chuẩn với hai dải (thép) tương phản xác định cách xác có khoảng cách biết thực song song với dải vng góc với trục quang, đo máy quét góc Trên sở góc bắt đầu - đường trục xác định tối ưu hóa cho tất phép đo phương pháp thống kê E.4 Máy đo độ giãn laser kiểu quét song song CHÚ DẪN: biến dạng dải (thép) tương phản biến dạng dọc biến dạng ngang máy quét Hình E.5 - Máy quét song song với nhiều dải (thép) Máy đo độ giãn laser kiểu máy quét song song làm việc sau: hai vạch dấu đo bố trí mẫu thử chưa bị kéo giãn Chùm tia laser chiếu điểm tâm quay kính phẳng nằm ngang, quay Trong trình vào ra, chùm tia laser bị khúc xạ hai mặt phẳng đối diện mặt phẳng quang, tạo góc khúc xạ giống Bằng cách quay mặt phẳng quang, chùm tia laser bị khúc xạ song song với thân di chuyển mẫu thử Ở dải (thép) định vị mẫu thử, ánh sáng laser tán xạ cách khuếch tán phản xạ cách xác Máy thu phân tích ánh sáng này, xác định chiều dài chuẩn tắt dần mẫu thử chưa bị kéo giãn sau xác định thay đổi chiều dài trường hợp có nhiều vạch dấu, xác định phân bố chúng điều kiện có va đập lực thử Một tâm quét ngang bổ sung xác định đồng thời độ giãn ngang chiều dày có yêu cầu CHÚ DẪN: lái tia điốt dừng điốt bắt đầu Hình E.6 - Các giá trị đo máy quét song song Hình E.6 giới thiệu giá trị đo thơng số tạo q trình đo hai dải (thép) Các tính tốn cho máy qt song song phức tạp so với tính tốn cho máy qt góc Hơn nữa, khơng dễ dang xác định giá trị góc “bắt đầu dừng” “bắt đầu - dải” Đối với máy quét góc, lái tia kẹp chặt với “phần tử quay” Phần tử quay nên có “vị trí trung gian” Đây vị trí mà chùm tia không bị khúc xạ qua mặt phẳng quang Thực trường hợp cạnh mặt phẳng quang bố trí song song vng góc với trục quang Trong hình minh họa trên, tình vẽ từ chuyển động quay dương tốn học theo góc αsk so với vị trí trung gian Thơng qua chuyển động quay “thích hợp” lái tia, chùm tia laser chiếu điốt bắt đầu điốt dừng Như góc mà lái tia tạo thành tương đương với “góc bắt đầu-dừng” thông số hiệu chuẩn Cũng máy quét góc, phép đo thời gian bắt đầu chùm tia laser tới điốt bắt đầu Khi wa mơ tả tốc độ góc lái tia Mặt khác, tốc độ giữ không đổi Các thơng số sau cần cho tính tốn: αs-s góc bắt đầu - dừng αs-s1 góc bắt đầu - dải (thép) αs-s2 Góc bắt đầu - dải (thép) αs-m Góc bắt đầu - đường trục αs1 Góc dải (thép) αs2 Góc dải (thép) P1 Vị trí dải (thép) P2 Vị trí dải (thép) s Khoảng cách tâm lái tia bề mặt mẫu thử l Chiều dài cữ - khoảng cách vạch dấu mẫu thử wa tốc độ góc lái tia d chiều dài cạnh mặt phẳng quang η số khúc xạ mặt phẳng quang Để tính tốn vị trí dải (thép) cần áp dụng cơng thức sau: (E.2) (E.3) Để tính tốn vị trí dải (thép) cần có thông số sau: ts-s thời gian bắt đầu - dừng ts-sk thời gian bắt đầu - dải (thép) αs-s góc bắt đầu - dừng thông số thiết bị αs-m góc bắt đầu - đường trục thông số thiết bị d chiều dài cạnh mặt phẳng quang thông số thiết bị η số khúc xạ mặt phẳng quang thông số thiết bị Thử nghiệm hiệu chuẩn máy đo độ giãn laser kiểu máy quét song song quy trình để xác định thơng số riêng cho thiết bị mối nối máy đo độ giãn với thiết bị thử Trong trường hợp thông số quan trắc thường nhà sản xuất cung cấp αs-s góc bắt đầu - dừng αs-m góc bắt đầu - đường trục d chiều dài cạnh mặt phẳng quang η số khúc xạ mặt phẳng quang Chiều dài cạnh d số khúc xạ, η dựa thông tin nhà sản xuất cung cấp Ở đây, phải nhớ số khúc xạ phụ thuộc vào bước sóng tia laser sử dụng Các vị trí góc cho máy qt song song khơng có liên quan với vị trí chùm tia laser, thích hợp với vị trí phần tử lái tia chùm tia laser bị khúc xạ thực chuyển động tương ứng Có thể thực thử nghiệm và, cần thiết, điều chỉnh lại đo góc bắt đầu - dừng trường tương đối dễ dàng Thực việc xác định góc bắt đầu - đường trục giữa, thử nghiệm và, cần thiết, điều chỉnh khoảng cách làm việc từ điểm tâm quét nguyên lý đối tượng thử có hai dải phản quang xác định xác có khoảng cách cho thực song song với dải vng góc với đường trục quang, đo máy quét song song Mỗi phép đo tạo hai vị trí dải khoảng cách dải Trên sở này, góc bắt đầu - đường trục xác định tối ưu hóa cho tất phép đo phương pháp thống kê Phụ lục F (Tham khảo) Đo độ giãn video F.1 Nguyên lý làm việc máy đo độ giãn video Một hệ thống máy đo độ giãn video gồm có camera, hệ thống quang học hệ thống xử lý hình ảnh tương ứng (xem Hình F.1) CHÚ DẪN: mẫu thử có vạch dấu tham chiếu (chuẩn) máy thử camera video nguồn sáng xử lý video Hình F.1 - Nguyên lý làm việc Bề mặt mẫu thử vạch hai vạch dấu chuẩn dọc theo đường trục tác dụng tải trọng vuông góc với đường trục (xem Hình F.2) Để tương phản tốt với nền, vạch dấu có dạng vạch dấu tơ màu nhãn dán tự bám dính Khoảng cách cạnh chuẩn tương phản vạch dấu biểu thị chiều dài cữ ban đầu thay đổi biến dạng nén ép tạo Trong máy đo độ giãn video thay đổi giám sát nhiều camera xử lý nhanh tín hiệu video để chuyển đổi thành kích thước độ giãn độ nén cho sử dụng sau thích hợp, sử dụng số liệu cho với thiết bị thử CHÚ DẪN: X thời gian thử Y thay đổi vị trí vạch dấu tương phản Hình F.2 - Nguyên lý đo Cách thay đổi vị trí vạch dấu tương phản phát mô tả đây; xem HÌnh F.3 Chíp (vi mạch) camera gồm có ma trận phần tử nhạy cảm ánh sáng riêng biệt bố trí gần mơ hình tuyến tính Trong thời gian tổ hợp chỉnh đặt bên ngoài, phần tử này, gọi điểm ảnh (pixel), chuyển đổi ánh sáng tới thành phụ tải điện có tỷ lệ Bằng xung điều khiển, phụ tải nạp lại cách đồng vào ma trận tụ điện từ đây, thông qua ghi dịch chuyển, chúng đọc dạng cột hàng điện áp nạp có tỷ lệ Các điện áp có biên độ tương đương với giá trị ánh sáng thang xám, số hóa chuyển đổi thành hàm giá trị thang xám gán cho vị trí điểm ảnh riêng biệt Từ mộ hình hàm giá trị thang xám địa điểm ảnh (pixel), cần có cơng suất tương đối nhỏ máy tính để tính tốn vị trí chuyển vị cạnh đo ánh xạ chíp CCD thay đổi khoảng cách chúng với độ phân giải cao CHÚ DẪN: đầu nối SiO2 Silic có định lượng P lớp P xả hết (ổ chứa liệu CCD không bị phơi sáng) điện tử tự ánh sáng (ổ chưa liệu CCD phơi sáng) camera ánh sáng thấm qua Hình F.3 - Nguyên lý làm việc Vì có số hàng cột chíp có chứa thơng tin mơ hình vị trí cạnh đưa vào vị trí bắt đầu việc đọc bị hạn chế cho vùng chip có di chuyển cạnh Ngồi việc đo chuyển vị cạnh dọc theo đường trục dọc, đo độ co lại đường cắt ngang khung thời gian Bằng việc sử dụng xử lý nhanh tín hiệu, đo độ biến dạng đường trục khơng hai cạnh mà tồn lưới quan sát F.2 Lựa chọn hiệu chuẩn ảnh hưởng bên đến máy đo độ giãn video Để phục vụ cho mục đích hiệu chuẩn sử dụng phương pháp hiệu chuẩn khí thơng thường (các mẫu, cảm biến đo khí quang học, kỹ thuật đo giao thoa) với dải (thép) đo chỉnh đặt đo vị trí riêng biệt Ngồi ra, sử dụng “các phần tử mạng lưới” khí đặt điểm mẫu thử biết khoảng cách (bước) mạng lưới Độ xác phép đo chịu ảnh hưởng toàn phạm vi ảnh hưởng mà người sử dụng phải nhận biết kiểm soát Một ảnh hưởng trường nhìn camera xác định tiêu cự thấu kính khoảng cách thấu kính tính từ chip CCD từ mẫu thử Nếu camera phân tích n vị trí mặt phẳng áp dụng camera cho phạm vi đo trường nhìn mặt phẳng chip thẳng đứng với trục quang Khi trường nhìn nhỏ, điều quan trọng phải tính đến giới hạn khúc xạ hình ảnh phải trì giới hạn Các ảnh hưởng khác có liên quan đến nguyên lý ánh xạ khó phát thực nghiệm chuyển động mẫu thử theo trục quang độ nghiêng có mặt phẳng hình ảnh - vật thể Độ nghiêng dẫn đến sai số đo chiều dài tuyệt đối thay đổi chiều dài - khiến cho chúng mâu thuẫn với yêu cầu theo tiêu chuẩn mà mặt nguyên tắc cho phép thực phép đo tương đối xác Ảnh hưởng khác rung camera thấu kính hệ số ánh xạ có ảnh hưởng lớn đến mặt phẳng tiêu chuyển động mẫu thử thường có ảnh hưởng nhỏ Trong đo cường độ biên độ chiếu sáng điểm ảnh, trình đo sử dụng phép nội suy gọi nội suy điểm ảnh, dựa việc xác định cường độ ánh sáng cạnh tham chiếu (chuẩn) truyền điểm ảnh riêng biệt Vì lý này, mẫu thử phải chiếu sáng ánh sáng nhân tạo không thay đổi nguồn theo thời gian Ánh sáng tự nhiên bổ sung bị thay đổi theo thời gian phải loại trừ khỏi mẫu thử camera Mẫu thử phải chiếu sáng nguồn sáng bổ sung lượng dịng điện chiều dịng điện xoay chiều có tần số cao cho ánh sáng khuếch tán theo chiều camera khơng có phản xạ trực tiếp phía thấu kính camera Người vận hành nên mặc quần áo màu sáng nên di chuyển tới mức q trình thực nghiệm để tránh nhiễu quang hệ thống camera Cũng cần phải bảo đảm cho nhiệt độ chi tiết camera không thay đổi khoảng thời gian thử, khơng, đường cong đặc tính chip CCD dịch chuyển có thay đổi hiệu suất lượng tử chip CCD Một số ảnh hưởng ảnh hưởng bên phát dạng định lượng cách bật tất phần tử vận hành với mẫu thử cố định bên quan trắc dịch chuyển (trơi) tín hiệu đo Ngồi việc xem xét ảnh hưởng mơi trường mô tả trên, điều quan trọng phải ghi lại trạng thái động lực học hệ thống ghi biến dạng mẫu thử Phải bảo đảm tốc độ biến dạng thời gian tổ hợp ánh sáng chip có tỷ lệ với di chuyển biến dạng mẫu thử phải rõ ràng theo thời gian mặt phẳng tiêu Sẽ đặc biệt có hiệu vùng đo qua thấu kính ghép đơi hai dải (thép) có khoảng cách cho cố định qua trường nhìn Phụ lục G (Tham khảo) Đo độ giãn video thơng qua đo tồn trường biến dạng G.1 Lời giới thiệu Phép đo toàn trường biến dạng phép đo trường biến dạng “trong mặt phẳng” bề mặt mẫu thử chịu tác dụng ứng suất G.2 Quy định chung Một máy đo độ giãn thông thường đo tổng chuyển vị chiều dài kéo dài (chiều dài cữ), phương pháp đo toàn trường biến dạng đo nhiều giá trị thành phần biến dạng cắt trực giao nhiều điểm ngang qua bề mặt Các kỹ thuật thông dụng kỹ thuật quang học khơng tiếp xúc; số kỹ thuật có khả mở rộng để đo biến dạng “trong mặt phẳng” chuyển vị hình dạng “ngồi mặt phẳng” Lượng xử lý u cầu cho tính tốn trường biến dạng lượng liệu tạo có nghĩa hệ thống khơng tạo kết chúng “thời gian thực”; thông thường, nhiều hình ảnh thu trình thử hình ảnh hình ảnh “được xử lý sau” để tạo liệu trường biến dạng Khi đo toàn trường biến dạng, có thỏa hiệp khơng thay đổi “độ phân giải không gian”, nghĩa mật độ điểm xác định giá trị biến dạng độ phân giải giá trị biến dạng Khi giảm độ phân giải khơng gian cách tính trung bình giá trị biến dạng qua số điểm liền kề làm tăng độ phân giải giá trị biến dạng G.3 Các kỹ thuật G.3.1 Sự tương quan hình ảnh số (DIC) DIC kỹ thuật phân tích hình ảnh dựa vào diện mơ hình ngẫu nhiên, tương phản bề mặt mẫu thử Các hình ảnh thường thu sử dụng camera CCD, sử dụng phận thu hình khác AFMs SEMs Kỹ thuật so sánh hai hình ảnh mẫu thử thu thời gian khác nhau, ví dụ, trước sau biến dạng Các hình ảnh lựa chọn từ hình ảnh sau so sánh sử dụng thuật toán tương quan chéo đẻ tạo đồ chuyển vị bề mặt Sự xử lý thêm sau tạo liệu trường biến dạng 2D Sự tương quan hình ảnh số sử dụng chiếu sáng không cố kết (ánh sáng trắng) Mơ hình ngẫu nhiên bề mặt tạo theo số cách Một số vật liệu có cấu trúc tự nhiên để sử dụng trực tiếp mơ hình ngẫu nhiên áp dụng sử dụng môi trường tương phản Nếu sử dụng nhiều camera tạo hình dạng 3D phép đo biến dạng G.3.2 Phép đo giao thoa mơ hình vết nhỏ điện tử (ESPI) ESPI sử dụng chiếu xạ laser cố kết mẫu thử từ hai chiều để tạo thành mơ hình vết nhỏ có chứa vân giao thoa bề mặt mẫu thử, mô hình ghi lại sau camera CCD Sự phân tích hình ảnh cung cấp thơng tin tồn trường vecto chuyển vị Tùy theo hệ thống quang học cụ thể sử dụng, hệ thống ESPI nhận biết cách độc lập chuyển vị mặt phẳng chuyển vị ngồi mặt phẳng Sau xử lý trường chuyển vị để thu đồ toàn trường biến dạng G.3.3 Quang đàn hồi Sự phân tích ứng suất quang đàn hồi dựa khúc xạ kép tức thời thể vật liệu suốt chịu biến dạng Khi quan sát vật liệu ánh sáng phân cực, vân quan sát có liên quan đến chiều độ lớn biến dạng có Có thể sử dụng kỹ thuật truyền trực tiếp vật liệu suốt Thường sử dụng kỹ thuật quang đàn hồi phản xạ; kỹ thuật sử dụng lớp phủ polime suốt liên kết với vật thể không suốt đóng vai trị lớp chứng kiến biến dạng Các vân quang đàn hồi quan sát kính hiển vi phân cực ghi lại camera số cho phân tích sử dụng phương pháp xử lý số G.3.4 Nhiễu hình học Nhiễu hình học kỹ thuật ánh sáng trắng (nghĩa khơng u cầu phải có chiếu xạ cố kết) dựa so sánh lưới gắn vào mẫu thử chịu tải lưới chuẩn khơng bị biến dạng để xác định tồn trường biến dạng Các vân nhiễu tạo mạng lưới thường ghi lại camera CCD Chuyển động vân cung cấp thông tin chuyển vị mặt phẳng bề mặt mẫu thử vng góc với vân Sau trường chuyển vị lấy vi phân số để thu đồ biến dạng 2D G.3.5 Phép đo giao thoa mạng lưới (nhiễu) Về mặt nguyên lý, phép đo giao thoa mạng lưới tương tự nhiễu hình học, nhiên mạng lưới có tỷ lệ nhỏ kỹ thuật có độ nhạy lớn nhiều Phép đo giao thoa mạng lưới sử dụng chiếu xạ laser cố kết mẫu thử với mơ hình mạng lưới có tần số cao bề mặt mẫu thử Các vân nhiễu tạo thành ghi lại camera CCD Chuyển động vân cung cấp thông tin chuyển vị mặt phẳng bề mặt mẫu thử vuông góc với vân Chuyển động cung cấp thơng tin toàn trường vecto chuyển vị mặt phẳng mẫu thử chiếu xạ từ hướng khác Lấy vi phân số trường chuyển vị để thu biến dạng G.4 Hiệu chuẩn hệ thống đo toàn trường biến dạng Độ phức tạp hệ thống đo toàn trường biến dạng số lượng lớn số liệu chúng tạo kiểm tra tất khía cạnh hệ thống sử dụng phương pháp thực với máy đo độ giãn thơng thường Tuy nhiên, xử lý số liệu toàn trường biến dạng để tạo giá trị cho tổng biến dạng chiều trục hai điểm mẫu thử Giá trị so sánh với giá trị máy đo độ giãn thông thường tạo áp dụng phương pháp dùng để hiệu chuẩn máy đo độ giãn thông thường Các phương pháp hiệu chuẩn cho hệ thống đo toàn trường biến dạng giới thiệu tài liệu tham khảo [13] đến [20] Phụ lục H (Tham khảo) Hiệu chuẩn hệ thống đo trượt Hiệu chuẩn hệ thống đo trượt thực chủ yếu quy trình mơ tả tiêu chuẩn Có thể bỏ qua phép đo chiều dài cữ Điểm bắt đầu phải lập thành tài liệu chứng hiệu chuẩn Độ cứng vững máy tỷ số lực độ võng (biến dạng) hệ thống thử nghiệm Hệ thống bao gồm khung máy, cấu tác dụng gây biến dạng, thiết bị đo lực phận kẹp đồ gá để giữ mẫu thử Đối với máy “mềm” di chuyển ngang phần tử dẫn động không cần thiết phải giống tốc độ tách xa dụng cụ kẹp Do khơng nên sử dụng di chuyển khơng hiệu chỉnh trượt giá trị đo độ lệch mẫu thử Vì nên ưu tiên sử dụng máy có độ cứng riêng lớn so với mẫu thử cho tốc độ tách xa dụng cụ kẹp và, có yêu cầu, độ xác đo chúng phù hợp với yêu cầu ISO 5893 [21] ASTM E 2309 [7] Thư mục tài liệu tham khảo [1] ASTM E83-06, Standard Practice for Verification and Classification of Extensometer Systems [2] LOVEDAY, Malcolm S and GIBBONS, Thomas B Measurement of Creep Strain: a) The infulence of Order-Disorder Transformations in Ni-Cr-base alloys and b) A Code of Practice for the Use of Ni-base alloy Extensometers Materials at High Temperature, 24(2), 2007, pp 113-118 [3] LOVEDAY, Malcolm s and RODGER, Gordon Calibration and Strain Traceability of Notch Creep Measurements Materials at High Temperatures, 21(3), 2004 pp 161-167 [4] LOVEDAY, Malcolm s Considerations on the Measurement of Notches Creep strain in Bridgman Materials at High Temperatures, 21(3) 2004 pp 169-174 [5] WALTERS, D.J and LOVEDAY M.s Strain Measurements by contact methods and Chapter extensometry, In: Materials Metrology and Standards for Structural Performance (Eds Dyson, B.F., M.S Loveday and M.G Gee), Pub Chapman& Hall, London, 1995, ISBN 412 58270 8, pp 81-113 [6] ALBRIGHT, J Dynamic Strain Measurements, Chapter In: Materials Metrology and Standards for Structural Performance (Eds Dyson, B M.S Loveday and M.G Gee), Pub Chapman& Hall, London, 1995, ISBN 412 58270 8, pp 114-133 [7] ASTM E2309-05 Standard Practices for Verification of Displacement Measuring Systems and Devices used in Material Testing Machines [8] NPL report CMAM 45, The performance of portable extensometer calibration rigs October 1999 ISSN 1369-6785 [9] LOVEDAY, Malcolm S and RoDGER, Gordon Calibration and Traceability of Notch Creep Strain Measurements Materials at High Temperatures, 21(3), 2004, pp 169-174 [10] LOVEDAY, Malcolm S High temperature axial extensometers: standards, calibration and usage In: High Temperature strain Measurement, (HURST R.c et a eds) Elsevier Applied Science, 1986, pp 31-47 [11] ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement(GUM:1995) [12] ISO 7500-1, Metallic materials Verification of static uniaxial testing machines - Part Tension compression testing machines - Verification and calibration of the force-measuring system [13] VAMAS TWA 26, Draft Proposed Pre - Standard Part Reference Material for Optical Methods of Strain Marasurement (January 2007) [14] VAMAS TWA 26, Draft Proposed Pre - Standard Part Standardised Test Materials for Optical Methods of Strain Marasurement (January 2007) [15] Standardised Project for Optical Techniques of Strain measurement (SPOTS), EU contract no GORD- CT-2002-00856, see www.opticastrain.org [16] SHARPE, William N., Jr (ed.) Springer Handbook of Experimental Solid Mechanics Springer ISBN: 978- 0-387-26883-5(2000) [17] ASTM E2208-02, Standard Guide for evaluating non-contacting optical strain measurement systems [18] DIN 54180-1 (Jan 1997), Zerstörungsfreie Prüfung -Shearografie - Teil 1: Allgemeine Grundlagen (Document “DIN 54180-Teil 1.pdf”) [19] DIN 54180-2 (Jan 1997), Zerstörungsfreie Prüfung - Shearografie - Teil 2: Geräte (Document “DIN 54180-Teil 2.pdf”) [20] DIN 54180-3 (März 1997), Zerstorungsfreie Prüfung - Shearografie - Teil 3: Prüfungen von Rohrleitungen (Document “DIN 54180-Teil 3.pdf”) [21] ISO 5893:2002, Rubber and plastics test equipment - Tensile, flexural and compression types (constant rate of traverse) - Specification [22] ISO 204, Metallic materials - Uniaxial creep testing in tension - Method of test ... 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. .. 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... bảo đo tiêu chuẩn 0,5 lần độ lệch mở rộng cấu hiệu chuẩn, xác định từ chứng hiệu chuẩn thơng tin có liên quan khác; uA độ không đảm bảo tương đối tiêu chuẩn sai lệch nhiệt độ nhiệt độ hiệu chuẩn