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淺析涂鍍層測(cè)厚儀無(wú)法避免的測(cè)量誤差問(wèn)題
涂鍍層測(cè)厚儀主要用于金屬材料表面涂鍍層厚度的測(cè)量，一般常采用無(wú)損檢測(cè)方法。但是，由于測(cè)量對(duì)象、測(cè)量方法、測(cè)量環(huán)境、儀器設(shè)備等因素引進(jìn)了諸多測(cè)量誤差，為確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠，有必要對(duì)其進(jìn)行不確定度分析。
誤差分析
1、測(cè)量對(duì)象引入的誤差
測(cè)量對(duì)象引入的測(cè)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(yīng)的影響
5、基體金屬機(jī)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(duì)上述因素產(chǎn)生的測(cè)量誤差分析如下：
1、對(duì)于較薄的覆蓋層，由于受儀器本身測(cè)量精度和覆蓋層表面粗糙度的影響，較難準(zhǔn)確測(cè)量覆蓋層厚度，尤其是當(dāng)覆蓋層厚度小于5μm的情況；對(duì)于較厚的覆蓋層，其測(cè)量結(jié)果相對(duì)誤差近似為一常數(shù)，絕對(duì)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(huì)直接影響對(duì)磁鐵或檢測(cè)線圈的磁作用，為減小或消除磁特性差異產(chǎn)生的影響，應(yīng)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(duì)儀器校準(zhǔn)。
3、由于磁場(chǎng)在鐵磁性基體材料中的分布狀態(tài)在一定范圍內(nèi)與基體厚度密切相關(guān)，當(dāng)基體厚度達(dá)到某臨界厚度時(shí)，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(shí)，應(yīng)通過(guò)化學(xué)方法除去試樣的局部覆蓋層，利用試樣基體對(duì)儀器校準(zhǔn)。
4、儀器對(duì)試樣表面的不連續(xù)敏感，太靠近試樣邊緣或內(nèi)轉(zhuǎn)角處測(cè)量時(shí)，磁場(chǎng)將會(huì)發(fā)生變化，測(cè)量結(jié)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(nèi)轉(zhuǎn)角等處進(jìn)行測(cè)量。
5、金屬機(jī)械加工方向?qū)Σ牧系拇盘匦詴?huì)產(chǎn)生較大影響，當(dāng)使用雙極式測(cè)頭或被磨損而不平整的單極式測(cè)頭測(cè)量時(shí)，測(cè)量結(jié)果會(huì)受到磁性基體金屬機(jī)械加工（如軋制）方向的影響。因此，在試樣上測(cè)量時(shí)應(yīng)使測(cè)頭的方向與在校準(zhǔn)時(shí)該測(cè)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(lái)剩磁，影響儀器測(cè)量，試樣測(cè)量前應(yīng)進(jìn)行消磁處理，并在互為180°的兩個(gè)方向上進(jìn)行測(cè)量。
7、基體金屬曲率的變化將影響測(cè)量結(jié)果，曲率半徑越小，對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響越大。當(dāng)測(cè)量曲率較小的試樣時(shí)，應(yīng)通過(guò)化學(xué)方法除去試樣的局部覆蓋層，利用試樣的無(wú)膜部分作為基體對(duì)儀器校準(zhǔn)。
8、基體金屬表面粗糙度將影響測(cè)量結(jié)果，粗糙度程度增加，對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響增大。應(yīng)對(duì)試樣基體多個(gè)位置進(jìn)行零點(diǎn)校正，并在試樣不同位置上進(jìn)行多次測(cè)量，測(cè)量次數(shù)至少應(yīng)增加到5次或以上，以減小影響。
2、測(cè)量方法引入的誤差
測(cè)量方法引入的測(cè)量誤差主要包括以下幾方面：
1、料表面附著外來(lái)物質(zhì)
2、測(cè)頭取向
對(duì)上述因素產(chǎn)生的測(cè)量誤差分析如下：
1、儀器測(cè)頭必須與試樣表面緊密接觸，當(dāng)試樣表面存在外來(lái)物質(zhì)，如灰塵、油脂和腐蝕產(chǎn)物等，將影響測(cè)量結(jié)果，應(yīng)盡量去除，保持試樣表面清潔。同時(shí)，在測(cè)量時(shí)，還應(yīng)避開(kāi)難以除去的缺陷。
2、考慮到地球重力場(chǎng)的影響，磁吸力原理的測(cè)厚儀測(cè)量結(jié)果會(huì)受磁體取向的影響，當(dāng)在水平或倒置位置上采用磁吸力原理的測(cè)厚儀測(cè)量時(shí)，若測(cè)量裝置沒(méi)有在重心處得到支撐，應(yīng)分別在水平或倒置位置上對(duì)儀器校準(zhǔn)。
3、測(cè)量環(huán)境引入的誤差
測(cè)量環(huán)境引入的測(cè)量誤差主要包括以下幾方面：
1、圍各種電氣設(shè)備所產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)
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(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下測(cè)量；在常溫常濕環(huán)境下即可滿足測(cè)量條件，因此這些誤差忽略不計(jì)，不予分析。
4、儀器設(shè)備儀器設(shè)備引入的誤差
儀器設(shè)備引入的測(cè)量誤差主要包括以下幾方面：
1、儀器測(cè)量示值誤差
2、儀器測(cè)量最小分辨率
3、儀器使用的校準(zhǔn)片
小結(jié)
我們列舉了以上會(huì)引入測(cè)量誤差的因素，這些因素均由儀器本身測(cè)量精度產(chǎn)生，不可避免，因此，需要對(duì)其引入的誤差進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)定。
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