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塑膠件拉伸強度測試儀的精度是否會受到環境因素的影響?

2025
10-24

15:48:20

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27
來源:上海傾技儀器儀表科技有限公司

塑膠件拉伸強度測試儀的精度會顯著受到環境因素影響,尤其是溫度、濕度、振動和粉塵,這些因素會通過改變設備部件狀態、塑膠件性能或信號傳輸,間接導致力值、應變測量偏差,甚至影響測試數據的重復性。具體影響機制與應對措施如下:

一、核心環境因素對精度的影響

1. 溫度:直接改變設備與試樣狀態

溫度是影響精度的關鍵因素,主要通過兩個維度產生影響:

設備部件形變:設備的機架、滾珠絲杠、力傳感器等核心部件均為金屬材質,溫度變化會導致熱脹冷縮。例如,環境溫度從 23℃升至 30℃時,滾珠絲杠(鋼材質,線膨脹系數 11.5×10??/℃)長度會微量伸長,可能導致加載速率波動(如設定 50mm/min,實際變為 50.01mm/min),進而使拉伸強度測量值偏高 1%~2%;溫度驟降則可能導致絲杠卡頓,影響力值傳遞穩定性。

塑膠件性能變化:塑膠件對溫度極度敏感,如 ABS 塑料在 15℃(低溫)時拉伸強度比 23℃(標準溫度)高 8%~10%,斷裂伸長率低 15%~20%;而 PE 塑料在 30℃(高溫)時拉伸強度會下降 5%~8%。若測試環境溫度偏離標準范圍(23℃±2℃),即使設備精度達標,也會因試樣本身性能變化導致 “假陽性” 或 “假陰性” 結果。

2. 濕度:影響電氣信號與試樣狀態

濕度主要通過電氣干擾和試樣吸濕影響精度:

電氣信號漂移:設備的力傳感器、引伸計等精密部件依賴微弱電信號傳輸,當環境濕度>75% RH 時,傳感器線纜絕緣層易受潮,可能產生漏電或信號干擾,導致力值顯示波動(如 ±0.05N 的隨機漂移),對軟塑料(測試力值僅 0.1~5N)或薄膜測試影響尤為明顯,可能使測量誤差從 ±0.2% FS 擴大至 ±0.5% FS。

塑膠件吸濕變形:部分塑膠件(如 PA66 尼龍、POM 聚甲醛)具有吸濕性,高濕度環境下會吸收空氣中的水分,導致體積膨脹、內部應力變化。例如,PA66 試樣在 80% RH 環境下放置 24h 后,拉伸強度會下降 10%~15%,直接導致測試結果偏低,無法反映真實性能。

3. 振動:破壞加載穩定性與數據采集

振動會干擾設備的加載系統和數據采集,尤其對高精度測量影響顯著:

加載同軸度偏差:若設備周邊有沖壓機床、空壓機等振動源(振動加速度>0.1g),會導致機架輕微晃動,使上下夾具同軸度偏離(從≤0.05mm 擴大至≥0.1mm),加載時產生側向力,力值傳感器會同時采集 “軸向拉伸力” 和 “側向干擾力”,導致測量值偏高 3%~5%,且重復性極差(同一樣品多次測試變異系數>10%)。

數據采集噪聲:振動會使引伸計夾頭與試樣表面產生微小相對位移,導致應變測量出現 “噪聲信號”(如應變曲線頻繁波動),軟件無法準確識別屈服點或斷裂點,進而誤判塑膠件的力學性能(如將未屈服的試樣判定為 “已屈服”)。

4. 粉塵:磨損部件與干擾信號

粉塵(尤其是塑膠加工車間的塑料粉塵、金屬粉塵)會通過物理磨損和信號遮擋影響精度:

部件磨損:粉塵進入滾珠絲杠或線性導軌后,會像 “磨料” 一樣加劇部件磨損,導致加載速率精度下降(如速率誤差從 ±0.5% 擴大至 ±1.5%),長期積累還會導致絲杠卡頓,無法平穩加載。

信號遮擋(視頻引伸計):若使用視頻引伸計(非接觸式應變測量),粉塵附著在鏡頭或試樣表面,會遮擋圖像識別的 “標記點”,導致應變計算偏差(如實際應變 5%,測量值僅 3%),直接影響斷裂伸長率等關鍵指標的準確性。

二、環境因素的控制與應對措施

為降低環境因素對精度的影響,需針對性采取控制措施,核心原則是 “穩定環境參數、隔離干擾源”:

溫度控制

常規測試:將設備放置在恒溫實驗室(23℃±2℃),避免靠近空調出風口、暖氣或熱源,若環境溫度波動大,可配備高精度空調(控溫精度 ±0.5℃);

高低溫測試:若需模擬溫度(如 - 40℃~80℃),需為設備配置專用高低溫環境艙,確保試樣在恒定溫度下測試,艙體與設備主機保持 50cm 以上距離,避免艙體散熱影響設備電氣部件。

濕度控制

高濕環境(>75% RH):配備工業除濕機,將濕度控制在 40%~65% RH,同時為傳感器線纜加裝防水套管,定期用酒精擦拭傳感器接口,防止受潮;

低濕環境(<30% RH):配備加濕器,避免靜電干擾(尤其測試塑膠薄膜時,靜電會導致試樣吸附在夾具上,影響拉伸變形),必要時鋪設防靜電地板。

振動控制

選址隔離:設備安裝位置需遠離振動源(距離≥3m),若無法遠離,需在設備底部加裝防震墊(如橡膠防震墊,厚度≥50mm)或澆筑獨立混凝土地基(厚度≥100mm),減少地面振動傳遞;

水平校準:每月用水平儀校準設備工作臺,確保水平度誤差小于等于0.1mm/m,避免機架傾斜導致的加載偏差。

粉塵控制

清潔維護:每日測試后用壓縮空氣吹凈設備表面、滾珠絲杠和導軌的粉塵,每周用無塵布蘸酒精擦拭視頻引伸計鏡頭和試樣放置區;

環境隔離:在塑膠加工車間使用時,可為設備加裝防塵罩(測試時關閉,維護時打開),或搭建小型潔凈測試區(如使用防塵隔斷),減少粉塵接觸。

總結

環境因素對塑膠件拉伸強度測試儀精度的影響是 “多維度、連鎖性” 的 —— 溫度和濕度直接改變試樣與設備部件狀態,振動和粉塵破壞加載與數據采集穩定性,任何一項失控都可能導致精度偏離標準范圍。因此,在日常使用中,不僅要關注設備本身的校準狀態,更需建立 “環境參數監控 - 記錄 - 維護” 的流程(如每日記錄溫濕度、定期檢查振動源),才能確保測試數據的準確性與重復性。


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