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测量技术——这是一篇专业性极强的文章

作者:天津一诺成科技有限公司 浏览: 发表时间:2020-12-01 20:07:55 来源:网络

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测量学基本概念

测量:将被测的量(比如你那挺拔的 身高)与作为单位或标准的量(比如 , 厘米啥的),在量值上进行比较,从而确定二者比值的实验过程。

测量四要素: 测量对象, 计量单位以外,再加上 测量方法与 测量准确度,组成咱测量界的F4

F4的前两个比较容易理解,这里着重介绍下后两个。

测量方法:指测量时,所采用的测量原理,计量器具和测量条件的综合。

用大白话讲, 测量方法就是你打算怎么测?用什么测,测量时需要点啥?

具体些,需要根据测量 对象的特点,如外形尺寸、材料硬度、批量大小、制造精度、测量目的等因素, 拟定测量方案(比如测几次),选择测量器具(用天平还是磅秤),规定测量条件(比如温湿度),以获得可靠的测量结果。

测量准确度/测量误差:再好的测量方法,测量器具,测出来的测量结果与被测量的真值总是会有偏差的

比如小唐老师虽然买了很精密的体重称,可还是觉得把我给称重了:)

误差的来源主要有: 测量器具、 测量方法、 测量环境、 测量人员等。

根据对测量结果影响的性质,可分为 系统误差和 偶然误差

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误差

误差的概念在测量学中尤其重要,要想深入了解,可以参考五大工具里面的MSA (测量系统分析),这里只作概要介绍。

根据对测量结果影响的性质,可分为系统误差、偶然误差和粗差。

系统误差

官方定义:在相同观测条件下,对某量进行一系列观测,如误差出现(正负)符号和大小 均相同或按一定的规律变化,这种误差称为系统误差。

大白话:由于仪器本身不精确,或实验方法粗略,或实验原理不完善而产生的。

系统误差的特点是在多次重做同一实验时,误差总是同样的偏大或偏小,或者有规律的偏大或偏小( 比如早上量身高就是比晚上量要高一些)。

系统误差可以消弱:如通过校准测量仪器,改进实验方法,设计在原理上更为完善的实验。

小唐老师提供一个帮助记忆的TIPS: 系统——有章可循——误差呈现规律性强

偶然误差

官方定义: 在相同观测条件下,对某量进行一系列观测,如误差出现(正负)符号和大小 均不一定,这种误差称为偶然误差。但具有一定的统计规律。

大白话:由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的。

偶然误差总是有时偏大,有时偏小,从表面看没有任何规律性,但是偏大偏小的概率相同(统计学)。

怎么理解以上的统计学:就像掷硬币,下一次出正反面都不确定,但是如果掷无数多次,正和反出现的次数应该差不多。

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测量技术在表面处理行业的应用

汽车零部件制造行业,经常会涉及到在零件表面镀/涂东西,比如油漆,电镀,涂胶等等,但是镀/涂的效果怎么样,镀/涂 厚度衡量镀/涂的效果的直接参数~

最后这一部分,给各位看看在 厚度测量方面,那些让你意想不到的测量方法。

1. 金相法

金相指金属或合金内部结构。

原理:一般通过光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术观察金属材料的内部结构。

特点:样品的制样比较复杂,需 进行镶嵌、研磨、抛光、浸蚀等繁琐的制样步骤,耗时长

2. 库伦法

原理:对被测部分的金属镀层进行 部阳极溶解通过阳极溶解镀层达到材料基体时的 电位变化来进行镀层厚度的测量。

特点: 初期投入成本低,多层镍电位差测量,需要 较大的测量面积(一般最小测量直径0.6mm)

根据药液与镀层金属的反应时间长短确定镀层厚度,每次测量都需要消耗电解液

库伦法—多层镍电位差测量举例

3. 磁感应法

原理:利用镀层和底材间的铁磁性差异测量,如铁上镀 锌、铜上镀镍等。

特点:单镀层测量,接触式非破坏法

测量面积要求在直径5mm以上(一般最小可测直径2mm)

4. 电涡流法

原理:利用镀层和底材间电导率差异。

特点:单镀层测量, 可以测量非磁性 金属基材上的涂层或者非金属基材上的镀层。例如:铝上阳极 氧化膜,环氧树脂上的铜箔(PCB板)等。

5. 结合磁感应和涡流相位法

将两种原理结合,就可以 同时测量双镀层厚度,特别在汽车行业中应用于车身上镀锌和油漆层的同时测量

6. 微电阻法

原理: 利用镀层电阻与镀层厚度的关系

特点: 接触式非破坏测量,需要有较大的测量面积:如大于8mm×12mm

7. X射线荧光法

原理:初级X射线使内层电子受到激发, 电子运动产生特定的荧光辐射,记录荧光辐射并计算厚度和成分

特点

快速、无损的测量方法

可同步分析镀层(或块体样品)的 成分组成

多镀层同时测量(最多可达23层镀层)

测量重复 精度高(偏差最小可低于1nm)

可测量 面积小,一般直径为0.3~3mm(可达直径20~60μm)

可测量的镀层 种类多(菲希尔仪器可测量原子序数从Na11至U92任意元 素组成的镀层)

8. β 射线背散射法

原理: 利用镀层和底材对β射线反射能力的差异

特点

非接触无损测量

单镀层测量,无法测量镀层成分。

购买放射源需要申请辐射安全使用许可证

最后再给大家来个汇总,下面这个图厉害了!!!



 
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