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淺析涂鍍層測厚儀無法避免的測量誤差問題
閱讀：598 發(fā)布時間：2021-7-7
涂鍍層測厚儀主要用于金屬材料表面涂鍍層厚度的測量，一般常采用無損檢測方法。但是，由于測量對象、測量方法、測量環(huán)境、儀器設備等因素引進了諸多測量誤差，為確保測量結果的準確可靠，有必要對其進行不確定度分析。
誤差分析
1、測量對象引入的誤差
測量對象引入的測量誤差主要包括以下幾方面：
1、覆蓋層厚度的影響
2、基體金屬磁性的影響
3、基體金屬厚度的影響
4、材料的邊緣效應的影響
5、基體金屬機械加工方向的影響
6、基體金屬剩磁的影響
7、基體金屬曲率的影響
8、基體金屬表面粗糙度的影響
對上述因素產生的測量誤差分析如下：
1、對于較薄的覆蓋層，由于受儀器本身測量精度和覆蓋層表面粗糙度的影響，較難準確測量覆蓋層厚度，尤其是當覆蓋層厚度小于5μm的情況；對于較厚的覆蓋層，其測量結果相對誤差近似為一常數，絕對誤差隨覆蓋層厚度增加而增大。
2、不同鐵磁性材料或同一鐵磁性材料采用不同的熱處理方式和冷加工工藝后，其磁特性均有較大差異，而材料的磁特性差異會直接影響對磁鐵或檢測線圈的磁作用，為減小或消除磁特性差異產生的影響，應采用磁特性與試樣基體相同或相近的金屬材料做為基體對儀器校準。
3、由于磁場在鐵磁性基體材料中的分布狀態(tài)在一定范圍內與基體厚度密切相關，當基體厚度達到某臨界厚度時，這種影響才能減小或忽略。若試樣基體厚度小于臨界厚度時，應通過化學方法除去試樣的局部覆蓋層，利用試樣基體對儀器校準。
4、儀器對試樣表面的不連續(xù)敏感，太靠近試樣邊緣或內轉角處測量時，磁場將會發(fā)生變化，測量結果將不可靠。因此，不要在靠近不連續(xù)的部位如邊緣、孔洞和內轉角等處進行測量。
5、金屬機械加工方向對材料的磁特性會產生較大影響，當使用雙極式測頭或被磨損而不平整的單極式測頭測量時，測量結果會受到磁性基體金屬機械加工（如軋制）方向的影響。因此，在試樣上測量時應使測頭的方向與在校準時該測頭所取方向一致。
6、金屬材料由于磨削等加工方式可能帶來剩磁，影響儀器測量，試樣測量前應進行消磁處理，并在互為180°的兩個方向上進行測量。
7、基體金屬曲率的變化將影響測量結果，曲率半徑越小，對測量結果的影響越大。當測量曲率較小的試樣時，應通過化學方法除去試樣的局部覆蓋層，利用試樣的無膜部分作為基體對儀器校準。
8、基體金屬表面粗糙度將影響測量結果，粗糙度程度增加，對測量結果的影響增大。應對試樣基體多個位置進行零點校正，并在試樣不同位置上進行多次測量，測量次數至少應增加到5次或以上，以減小影響。
2、測量方法引入的誤差
測量方法引入的測量誤差主要包括以下幾方面：
1、料表面附著外來物質
2、測頭取向
對上述因素產生的測量誤差分析如下：
1、儀器測頭必須與試樣表面緊密接觸，當試樣表面存在外來物質，如灰塵、油脂和腐蝕產物等，將影響測量結果，應盡量去除，保持試樣表面清潔。同時，在測量時，還應避開難以除去的缺陷。
2、考慮到地球重力場的影響，磁吸力原理的測厚儀測量結果會受磁體取向的影響，當在水平或倒置位置上采用磁吸力原理的測厚儀測量時，若測量裝置沒有在重心處得到支撐，應分別在水平或倒置位置上對儀器校準。
3、測量環(huán)境引入的誤差
測量環(huán)境引入的測量誤差主要包括以下幾方面：
1、圍各種電氣設備所產生的強磁場
2、環(huán)境溫度
3、環(huán)境濕度
上述因素我們可以采取措施盡量避免，比如：盡可能避免在強磁場環(huán)境下測量；在常溫常濕環(huán)境下即可滿足測量條件，因此這些誤差忽略不計，不予分析。
4、儀器設備儀器設備引入的誤差
儀器設備引入的測量誤差主要包括以下幾方面：
1、儀器測量示值誤差
2、儀器測量最小分辨率
3、儀器使用的校準片
小結
我們列舉了以上會引入測量誤差的因素，這些因素均由儀器本身測量精度產生，不可避免，因此，需要對其引入的誤差進行測量不確定度評定。