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镀层测厚仪的哪些测量误差不可避免?

发布时间:2019-03-12 阅读:467

镀层测厚仪主要用于金属材料表面涂镀层厚度的测量,一般常采用无损检测方法。但是,由于测量对象、测量方法、测量环境、仪器设备等因素引进了诸多测量误差,为确保测量结果的准确可靠,有必要对其进行不确定度分析。那么镀层测厚仪的哪些测量误差不可避免?今天,我们主要对磁性测厚仪展开分析。
一、测量对象引入的误差
测量对象引入的测量误差主要包括以下几方面:
1、覆盖层厚度的影响
2、基体金属磁性的影响
3、基体金属厚度的影响
4、材料的边缘效应的影响
5、基体金属机械加工方向的影响
6、基体金属剩磁的影响
7、基体金属曲率的影响
8、基体金属表面粗糙度的影响
对上述因素产生的测量误差分析如下:
1、对于较薄的覆盖层,由于受仪器本身测量精度和覆盖层表面粗糙度的影响,较难准确测量覆盖层厚度,尤其是当覆盖层厚度小于5μm的情况;对于较厚的覆盖层,其测量结果相对误差近似为一常数,绝对误差随覆盖层厚度增加而增大。
2、不同铁磁性材料或同一铁磁性材料采用不同的热处理方式和冷加工工艺后,其磁特性均有较大差异,而材料的磁特性差异会直接影响对磁铁或检测线圈的磁作用,为减小或消除磁特性差异产生的影响,应采用磁特性与试样基体相同或相近的金属材料做为基体对仪器校准。
3、由于磁场在铁磁性基体材料中的分布状态在一定范围内与基体厚度密切相关,当基体厚度达到某临界厚度时,这种影响才能减小或忽略。若试样基体厚度小于临界厚度时,应通过化学方法除去试样的局部覆盖层,利用试样基体对仪器校准。
4、仪器对试样表面的不连续敏感,太靠近试样边缘或内转角处测量时,磁场将会发生变化,测量结果将不可靠。因此,不要在靠近不连续的部位如边缘、孔洞和内转角等处进行测量。
5、金属机械加工方向对材料的磁特性会产生较大影响,当使用双极式测头或被磨损而不平整的单极式测头测量时,测量结果会受到磁性基体金属机械加工(如轧制)方向的影响。因此,在试样上测量时应使测头的方向与在校准时该测头所取方向一致。
6、金属材料由于磨削等加工方式可能带来剩磁,影响仪器测量,试样测量前应进行消磁处理,并在互为180°的两个方向上进行测量。
7、基体金属曲率的变化将影响测量结果,曲率半径越小,对测量结果的影响越大。当测量曲率较小的试样时,应通过化学方法除去试样的局部覆盖层,利用试样的无膜部分作为基体对仪器校准。
8、基体金属表面粗糙度将影响测量结果,粗糙度程度增加,对测量结果的影响增大。应对试样基体多个位置进行零点校正,并在试样不同位置上进行多次测量,测量次数至少应增加到5次或以上,以减小影响。
二、测量方法引入的误差
测量方法引入的测量误差主要包括以下几方面:
1、料表面附着外来物质
2、测头取向
对上述因素产生的测量误差分析如下:
1、仪器测头必须与试样表面紧密接触,当试样表面存在外来物质,如灰尘、油脂和腐蚀产物等,将影响测量结果,应尽量去除,保持试样表面清洁。同时,在测量时,还应避开难以除去的缺陷。
2、考虑到地球重力场的影响,磁吸力原理的测厚仪测量结果会受磁体取向的影响,当在水平或倒置位置上采用磁吸力原理的测厚仪测量时,若测量装置没有在重心处得到支撑,应分别在水平或倒置位置上对仪器校准。
3、测量环境引入的误差
测量环境引入的测量误差主要包括以下几方面:
1、围各种电气设备所产生的强磁场
2、环境温度
3、环境湿度
上述因素我们可以采取措施尽量避免,比如:尽可能避免在强磁场环境下测量;在常温常湿环境下即可满足测量条件,因此这些误差忽略不计,不予分析。
4、仪器设备仪器设备引入的误差
仪器设备引入的测量误差主要包括以下几方面:
1、器测量示值误差
2、仪器测量zui小分辨率
3、仪器使用的校准片

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