紙張挺度儀的測量精度受設(shè)備自身性能、試樣狀態(tài)、操作規(guī)范和環(huán)境條件四大類因素直接影響,任何一環(huán)控制不當(dāng)都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差。
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一、設(shè)備自身性能因素(核心基礎(chǔ))
設(shè)備的硬件精度和校準(zhǔn)狀態(tài)是決定測量結(jié)果準(zhǔn)確性的根本,主要影響點(diǎn)包括 3 個(gè)方面:
傳感器精度
挺度儀的核心部件是力或力矩傳感器,若傳感器本身精度等級低(如示值誤差超過 ±2%)、線性度差,或長期使用后出現(xiàn)零點(diǎn)漂移、靈敏度下降,會(huì)直接導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。例如,老化的傳感器可能在測量低挺度紙張時(shí)顯示值偏小,測量高挺度紙板時(shí)顯示值偏大。
機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
試樣夾持裝置的定位精度、彎曲機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性會(huì)影響受力狀態(tài)。若夾持裝置存在松動(dòng)(如定位銷磨損),試樣放置時(shí)會(huì)偏移,導(dǎo)致實(shí)際受力點(diǎn)與設(shè)計(jì)位置不一致;若彎曲機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸有卡頓,施加的彎曲力會(huì)不均勻,造成挺度值波動(dòng)。
校準(zhǔn)有效性
未定期校準(zhǔn)或校準(zhǔn)方法不當(dāng)會(huì)使設(shè)備偏離標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。例如,超過 6 個(gè)月未用標(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn)的挺度儀,測量誤差可能累積超差;校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)試樣若本身挺度值不準(zhǔn)確(如受潮變形),也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備校準(zhǔn)后仍存在偏差。
二、試樣狀態(tài)因素(關(guān)鍵變量)
試樣的制備和預(yù)處理是否規(guī)范,會(huì)直接影響挺度的真實(shí)值,主要影響點(diǎn)包括 3 個(gè)方面:
尺寸準(zhǔn)確性
挺度測量對試樣尺寸(長度、寬度、厚度)有嚴(yán)格要求(如標(biāo)準(zhǔn)試樣 38mm×70mm),若裁剪時(shí)尺寸偏差過大(如寬度少 2mm),會(huì)導(dǎo)致實(shí)際受力面積改變,挺度值計(jì)算出現(xiàn)誤差。例如,寬度偏小的試樣,測量出的挺度值會(huì)比真實(shí)值偏低。
溫濕度平衡
紙張具有吸濕性,溫濕度變化會(huì)顯著影響其挺度(如高濕度環(huán)境下紙張吸水變軟,挺度下降)。若試樣未在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境(溫度 23℃±1℃、相對濕度 50%±2%)下平衡 24 小時(shí)以上,直接測量會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)波動(dòng),同一批試樣的挺度值差異可能超過 5%。
試樣完整性
試樣表面若有破損、折痕、污漬,或邊緣有毛邊,會(huì)改變局部的抗彎曲能力。例如,有折痕的試樣在彎曲時(shí)會(huì)優(yōu)先沿折痕形變,測量出的挺度值會(huì)遠(yuǎn)低于無折痕的正常試樣。
三、操作規(guī)范因素(人為影響)
操作人員的操作習(xí)慣和流程規(guī)范性,會(huì)引入人為誤差,主要影響點(diǎn)包括 3 個(gè)方面:
試樣放置方式
放置試樣時(shí)若未對齊設(shè)備的定位線,或未將試樣緊貼夾持裝置,會(huì)導(dǎo)致試樣受力偏移。例如,試樣傾斜放置時(shí),彎曲力會(huì)分解為橫向分力,使測量的挺度值比真實(shí)值偏小。
彎曲速度控制
挺度儀對彎曲速度有明確要求(通常 5°/s-10°/s),若手動(dòng)操作時(shí)速度過快(如超過 15°/s),會(huì)因慣性導(dǎo)致傳感器瞬間受力過大,挺度值偏高;若速度過慢(如低于 3°/s),則可能因紙張蠕變(緩慢形變)導(dǎo)致挺度值偏低。
數(shù)據(jù)讀取時(shí)機(jī)
部分手動(dòng)挺度儀需要操作人員在試樣彎曲到指定角度(如 15°)時(shí)即時(shí)讀取數(shù)據(jù),若讀取時(shí)機(jī)延遲(如角度超過 16° 才讀數(shù)),會(huì)導(dǎo)致測量的挺度值偏大,因?yàn)閺澢嵌仍酱螅璧牧νǔT酱蟆?br>四、環(huán)境條件因素(外部干擾)
測量環(huán)境的穩(wěn)定性會(huì)間接影響設(shè)備和試樣,主要影響點(diǎn)包括 2 個(gè)方面:
環(huán)境振動(dòng)
若挺度儀放置在振動(dòng)較大的位置(如靠近生產(chǎn)線的操作臺、頻繁開關(guān)的門邊),設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)受振動(dòng)干擾,傳感器可能誤檢測到振動(dòng)產(chǎn)生的力,導(dǎo)致挺度值出現(xiàn)無規(guī)律波動(dòng)。
環(huán)境溫濕度
除試樣需平衡溫濕度外,環(huán)境溫濕度也會(huì)影響設(shè)備性能。例如,高濕度環(huán)境會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的金屬部件生銹(如傳感器接線端子),接觸電阻增大,影響信號傳輸;高溫環(huán)境可能導(dǎo)致設(shè)備的電子元件(如放大器)漂移,測量精度下降。