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校准术语 - 涂层测厚仪

以下讨论提供了与DeFelsko涂层测厚仪有关的计量学术语的定义、解释、限制和实际例子。用于开发本文件的资源主要包括国际组织(如SSPC、ISO、ANSI和ASTM)发表的技术文章和标准。其目的是为DeFelsko文件开发一个共同的参考平台,包括文献、手册、技术文章、信函和网络材料。

第1类--拉断式量具

在第一类拉拔式(PosiTest 或PosiPen )量具中,一个永久磁铁直接与涂层表面接触。将磁铁从表面拉出所需的力被测量并解释为量具上的刻度或显示的涂层厚度值。将磁铁固定在表面的磁力与磁铁和钢材之间的距离(即干涂层的厚度)成反比变化。将磁铁从厚涂层上移开所需的力较小。

类型2 - 电子量具

2型电子测量仪(PosiTector)使用电子电路将参考信号转换成涂层厚度。电子测厚仪根据两种不同的磁性原理进行操作。有些使用永久磁铁,当靠近钢铁时,会增加磁铁极面的磁通密度。涂层厚度是通过测量这种磁通密度的变化来确定的,这种变化与磁铁和钢铁基体之间的距离成反比。霍尔元件和定位在磁极面的磁阻元件是测量这种磁通密度变化的最常见方式。然而,这些元件的反应与温度有关,所以需要进行温度补偿。

其他铁质电子量具的工作原理是电磁感应。一个含有软铁棒的线圈被通以交流电,从而在探头处产生一个变化的磁场。与永久磁铁一样,当探头靠近钢基体时,铁棒内的磁通密度增加。这种变化由第二个线圈检测。第二个线圈的输出与涂层厚度有关。由于线圈参数与温度有关,这些量具也需要温度补偿。

角色定位

鉴定是一个过程,通过这个过程,仪器被教导将从其探针尖接收的信号与实际的涂层厚度测量联系起来。鉴定过程的结果是一条校准曲线,它被内置在仪器中。根据曲线的复杂性,它还可能包括对其他影响的考虑,如环境温度。

每台DeFelsko仪器都使用涵盖仪器全部范围的可追溯校准标准进行测量,并对其进行单独表征。正是这一特点使DeFelsko仪器在大多数应用中能够直接进行有意义的测量。

参考标准

参考standard 是已知厚度的样品,用户可以根据它来验证他们的量具的准确性。参考标准通常是涂层厚度标准或垫片。如果合同双方同意,一个已知(或可接受)厚度的样品部分可以作为一个特定工作的厚度standard 。

涂层厚度标准

对于大多数仪器来说,涂层厚度standard ,通常是一个光滑的金属基体,上面有已知厚度的非磁性(环氧树脂)涂层,可以追溯到国家标准(NIST)。磁性测量仪的基体是黑色的(钢),电涡流测量仪的基体是非黑色的(铝)。高公差涂层厚度标准被用来描述和校准量具,作为制造过程的一部分。同样的标准品可供客户购买,作为校准实验室的校准标准,或作为现场或工厂车间的检查标准。

与超声波测量仪一起使用的涂层厚度标准是固体塑料(聚苯乙烯)块,已被加工成一个平坦光滑的表面。除了可追溯到国家标准的已知厚度外,这些标准也有一个已知的声速。

校准标准是作为附件购买的,以帮助满足客户对ISO/QS-9000和内部质量控制要求的日益增长的需求。许多客户发现在内部校准他们自己的量具比利用DeFelsko的校准服务更实用。为了方便这些客户,我们提供了成套的校准标准,其标称值被选定为涵盖每个DeFelsko量具的全部范围。所有的标准件都附有校准证书,显示可追溯至NIST。

垫片

垫片是一个已知厚度的扁平非磁性(塑料)部件。虽然垫片通常能够采取被测基材的形式,但垫片的精度比涂层厚度standard 。因此,当使用垫片对第二类(电子)量具进行校准调整时,在确定测量精度之前,必须将垫片的公差与量具的公差相结合。

垫片不建议与1型(机械拉断)量具一起使用。这种垫片通常是相当坚硬和弯曲的,即使在光滑的钢制测试表面上也不会完全平整。在用机械量具测量的拉开点附近,垫片经常从钢表面弹回,使磁铁过早地上升,导致错误的读数。

校准

校准是测量可追溯的校准标准并验证其结果在量具规定的精度范围内的受控和记录的过程。校准通常由量具制造商或合格的实验室在受控的环境中使用记录的过程进行。校准中使用的涂层厚度标准必须使测量结果的综合不确定度小于量具的规定精度。

校准间隔

校准间隔是指仪器重新校准之间的既定时间。根据ISO 17025的要求,DeFelsko不把校准间隔作为我们的PosiPen,PosiTest,PosiTector 6000 和100涂层测厚仪的校准证书的一部分。

对于在制定自己的校准间隔时寻求帮助的客户,我们分享以下经验。与保质期无关的因素在确定校准间隔时显得更为关键。这些因素主要是使用频率、相关的应用以及在使用、处理和储存过程中的谨慎程度。例如,如果客户经常使用量具,在研磨表面进行测量,或者粗暴地使用量具(即掉落量具,没有更换探针尖上的盖子进行存储,或者经常将量具扔进工具箱进行存储),可能需要相对较短的校准周期。从理论分析和实践经验来看,温度和湿度对量具的影响是非常小的。此外,制造过程的设计是为了尽量减少校准后量具性能的变化。即使发生漂移,量具的测量通常是线性的,因此在使用前通过量具的 "零 "功能进行补偿。

尽管DeFelsko建议客户根据自己的经验和工作环境来确定量具的校准间隔,但客户的反馈表明,通常以一年为起点。此外,我们的经验表明,购买新仪器的客户可以安全地利用仪器的购买日期作为其第一个校准间隔的开始。保质期的影响最小,实际校准证书日期的重要性也最小。

校准证书

校准证书是一份记录实际测量结果和所有其他与成功的仪器校准相关信息的文件。DeFelsko的每台新仪器、重新校准的仪器或维修的仪器都附有明确显示可追溯至国家standard 的校准证书。

可追溯性

可追溯性是指通过一个不间断的比较链来跟踪测量结果的能力,一直追溯到一个固定的国际或国家standard ,并被普遍接受为正确。这条链通常由几个适当的测量标准组成,每个标准的值都比它的后续标准具有更大的准确性和更少的不确定性。

重新校准(重新认证)

重新校准,也被称为重新认证,是对一台使用过的仪器进行校准的过程。在仪器的整个生命周期中,需要定期进行重新校准,因为探头表面的磨损可能会影响测量的线性度。

理论上说,客户如果有可追踪的厚度参考标准和可从DeFelsko网站获得的校准程序副本,就可以重新校准自己的量具。客户也受到他们自己的质量体系的要求以及他们控制重新校准条件的能力的限制。

验证(校准验证)。

校准验证是由仪器用户对覆盖预期涂层厚度范围的已知参考标准进行的准确性检查。这个过程的目的是验证量具是否仍在按预期运行。

核查通常是为了防止在工作开始或结束时,在进行关键测量之前,当仪器掉落或损坏时,或怀疑有错误的读数时,用不准确的量具进行测量。如果合同双方认为合适,可以就验证量具准确性的细节和频率达成初步协议。如果读数与参考值不一致standard ,那么自上次精度检查以来的所有测量都是可疑的。如果出现物理损坏、磨损、大量使用,或在确定的校准间隔后,应将量具从服务中移除,并将其送回制造商进行维修或校准。使用检查测量standard ,并不是要取代仪器的定期校准和确认,但使用它可以防止在两次正式确认的间隔内,仪器不再符合规格。

校准调整 (调整,优化)

校准调整是将量具的厚度读数(消除偏差)与已知样品的读数相匹配,以提高量具在特定表面或其测量范围内特定部分的准确性。

在大多数情况下,只需要在无涂层的基体上检查零点并开始测量。然而,基体(成分、磁性、形状、粗糙度、边缘效应)和涂层(成分、表面粗糙度)等属性的影响,以及环境和表面温度可能需要对仪器进行调整。

大多数2型量具可以在已知的参考标准上进行调整,如涂层零件或垫片。然而,1类量具,如PosiPen 和PosiTest ,具有非线性刻度。由于它们的调整功能是线性的,所以不应进行调整。相反,用户应该进行基本金属读数(BMR)。

对于没有指定校准调整方法的2型量具,通常首先进行1-Pt校准调整。如果遇到不准确的情况,则应进行2-Pt校准调整。

1-Pt校准调整

1-pt校准调整涉及到在已知的样品或参考standard ,进行多次读数后将仪器的校准曲线固定在一个点上。如果需要,可以在裸露的基体上放置一个垫片来建立这样的厚度。这个调整点可以在仪器测量范围内的任何地方,不过为了获得最佳效果,应该选择在预期测量的厚度附近。

调零是1-pt调整的最简单形式。它涉及到对一个无涂层的样品或平板的测量。在一个简单的零点校准调整中,先进行一次测量,然后将读数调整为零。在平均零点校准调整中,要进行多次测量,然后量具计算出一个平均读数并自动将该值调整为零。

2-Pt校准调整

2-pt校准调整与1-pt类似,只是在对已知样品或参考标准进行多次读数后,将仪器的校准曲线固定在两个已知点。这两个厚度必须在仪器的测量范围内。通常情况下,点选择在预期涂层厚度的两边。PosiTector 6000 的一个优点是在整个测量范围内的准确性。这通常使零点(无涂层)成为2-pt校准中使用的两个点之一。

基本金属阅读

基准金属读数(BMR)是一种调零技术,用于粗糙表面的1型(机械拉断)量具。对1型量具的调整是线性的,但是量具的刻度是非线性的。因此,重要的是不要把量具调整到在裸露的基体上读到零。建议计算无涂层零件的BMR,并从涂层零件的实际读数中减去。BMR是作为从裸基材上的几个位置测量的代表值(平均值)来计算的。

粗糙度

如果钢的表面是光滑平整的,它的表面平面就是有效磁面。如果钢是粗糙的,如抛丸清理,量具感应到的 "表面 "或有效磁力面是位于表面轮廓的高峰和低谷之间的一个假想平面。量具在假想的磁性平面上读取厚度。如果使用1型量具,峰值以上的涂层厚度是通过减去基本金属读数得到的。如果使用正确调整的2型量具,获得的读数直接表示涂层厚度。

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