E-[019] 측정오차

By AND -
CSS
측정값은 물체의 길이나 양을 직접 측정하여 얻은 값이다. 물체의 실제값을 참값이라 하며 측정값에서 참값을 뺀 것을 측정오차라고 한다. 측정오차 크기가 작을수록 측정값은 참값에 가깝다. 측정은 사람이 하는 일이기 때문에 측정결과에는 산포가 있다. 측정오차가 없는 이상적인 측정시스템은 존재하지 않는다. 측정은 1회 실시로 끝나지 않고 여러 번 측정을 한 후 측정결과를 통계적으로 적용하는 것이 효과적이다. 측정오차가 발생하는 이유는 다음과 같다.

측정 불확실성에 영향을 주는 요인
발생요인 설명
개인오차
측정하는 사람의 습관에서 생기는 오차. 인간의 감각으로 작은 눈금을 정확히 읽지 못하기 때문에 측정오차가 발생한다.
기기오차
측정기 자신이 가지고 있는 오차. 측정기기를 정밀하게 만들었어도 한계가 있다. 눈금의 간격, 굵기 등에서 조금씩 차이가 생기므로 측정오차가 발생한다.
환경오차
온도, 습도, 진동, 채광 등 측정환경에서 생기는 오차. 환경 변화에 따라 참값과 측정값이 변할 수 있기 때문에 측정오차가 발생한다.
우연오차
여러가지 예측할 수 없는 복합적인 원인이 작용하여 측정오차가 발생한다.


불확실성에 영향을 주는 다른 인자는 반복성과 재현성이다. 반복성은 동일한 부품의 동일한 특성을 동일한 계측기로 한 명의 측정자가 여러 번 반복하여 측정했을 때 얻어지는 측정값의 변동이다. 재현성은 동일한 부품의 동일한 특성을 동일한 계측기로 여러 명의 측정자가 반복하여 측정했을 때 얻어지는 측정값의 변동이다. 측정에서 정밀도는 측정값 사이의 차이를 말하며, 정확도는 측정값과 참값 사이의 차이를 나타낸다. 정밀도와 정확도의 편차를 작게 해야 측정 신뢰도가 높아진다.

댓글

댓글 쓰기

이 블로그의 인기 게시물

E-[026] 금속 3D 프린팅

By AND -
CSS 3D 프린팅은 적층 제조 기법으로 물체 형상에 맞게 무수한 반복을 통해 쌓아올리는 인쇄 방식이다. 전통적인 방식인 재료를 깎거나 잘라서 생산하는 절삭가공, 두 종류 이상의 금속을 접합시키는 용접, 재료에 변형을 가하는 소성가공 등과 같은 제조 방식과 대조된다. 3D 프린터를 이용하면 조립이 필요없는 완성품을 제작할 수도 있다. 이러한 제품은 조립 부위가 없어서 파손이 없는 한 정기적인 수리가 불필요하다. 표는 3D 프린터의 재료형태와 조형원리에 대한 설명이다. 3D 프린터의 종류와 조형원리 구분 재료형태 조형원리 조형방식 액체 기반형 액체 레진 레이저나 자외선을 이용하여 재료를 경화 SLA 분말 기반형 플라스틱 분말 금속 분말 분말 재료를 선택적으로 가열하여 접합 결합제 또는 레이저 사용 SLS 고체 기반형 와이어 필라먼트 열가소성 수지를 녹인 후 노즐로 압출 FDM 펠릿 입자 재료를 헤드에서 녹여 노즐에서 분사 POLYJET 시트, 필름 시트를 접착하면서 칼로 절단 LOM 사용 재료로는 수지가 대부분이었으나 금속계 프린팅이 가능하도록 재료 종류가 다양해지고 있다. 앞으로도 새로운 금속소재 개발을 선도하는 것이 중요하다. 금속 적층에서 가장 유리한 기법은 분말 기반형인 SLS(선택적 레이저 소결) 방식이다. SLS 방식은 넓은 범위의 다양한 금속계를 사용할 수 있다. 적용할 수 있는 재료에는 순티타늄과 그 합금, 알루미늄 합금, 스테인리스 합금, 마레이징강 등이 있다. 마레이징강은 강도와 인성이 매우 좋고, 티타늄은 비중이 낮아 가볍다. 티타늄의 경우 내식성과 기계적인 성질이 우수하며 인체에 무해한 생체 적합성까지 갖추고 있다. 최근에는 노즐을 통해...
Read more »

E-[027] 절삭유 종류

By AND -
CSS 절삭가공의 대표적인 특징은 높은 압력에서 빠른 속도로 회전하는 공구와 공작물의 접촉을 통한 마찰과 열의 발생이다. 마찰은 공구의 급격한 마멸을 초래하고, 절삭열은 공작물을 팽창시켜 치수안정도를 떨어뜨리며 표면층의 가공경화를 유발한다. 이러한 바람직하지 않은 영향을 감소시키기 위해 절삭유를 사용하여 가공표면을 순환시키고 마찰을 감소시키며 공구와 공작물을 냉각시키고 금속칩을 제거한다. 절삭유의 사용목적은 절삭성 향상을 위한 냉각과 윤활작용이며 부가적으로 방청작용도 포함한다. 절삭유 종류는 물로 희석해서 사용하는 수용성과 원액으로 사용하는 비수용성으로 나누어진다. 절삭유 선택에 있어서는 절삭성과 환경부하를 함께 고려해야 한다. 표에 수용성 절삭유와 비수용성 절삭유를 비교했다. 수용성 절삭유와 비수용성 절삭유의 상대비교 비교항목 수용성 절삭유 비수용성 절삭유 핵심기능 냉각 윤할 절삭성능 부족하다 우수하다 극압성 나쁘다 좋다 방청성 나쁘다 좋다 수명 짧다 길다 작업장 청결 좋다 나쁘다 관리 어렵다 편리하다 연기발생 적다 많다 가격 저렴하다 비싸다 환경오염 크다 적다 환경친화 생산공정, 청정기술 측면에서 볼 때 비수용성 절삭유를 사용하는 것이 바람직하다. 비수용성 절삭유는 기본 성능인 절삭성 뿐만 아니라 환경적인 면에서도 수용성 절삭유에 비하여 우수한 결과를 보여준다. 하지만 많은 가공업체들이 여전히 가격이 저렴하다는 이유로 환경부하가 큰 수용성 절삭유를 사용하고 있는 실정이다. 비수용성 절삭유를 사용하더라도 가공조...
Read more »

E-[007] 표면거칠기

By AND -
이미지
표면거칠기는 다듬질 가공할 때 표면에 생기는 작은 요철(凹凸) 형상을 말한다. 가공 과정에서 필연적으로 발생하는 거칠기를 완벽하게 제거하는 것은 불가능하다. 필요 이상으로 표면을 매끄럽게 다듬는 것은 시간이 오래 걸리고 비경제적이기 때문에 부품 표면은 사용목적과 기능에 따라 적절하게 다듬어져야 한다. 요철의 크기와 형태는 사용한 공구, 가공방법, 가공조건에 따라 다르게 나타난다. 거칠기가 작고 매끄럽게 다듬질한 표면에서는 높은 치수정밀도를 얻을 수 있으며 내마모성과 내식성이 우수하다. 표면거칠기는 밀링가공이 가장 크고 선반가공, 연삭가공, 래핑으로 갈수록 작아진다.  가공표면과 수직인 평면으로 절단하고 그 단면을 확대해 보면 어떤 곡선을 이루는데 단면곡선에서 기준길이를 선정하여 높낮이를 측정한다. KS B 0161에 규정되어 있으며 표면거칠기를 구분하는 기준에는 3가지 방법이 있다. 최대높이 표면거칠기(Ry, 기존 Rmax 기호가 Ry로 대체됨)는 기준길이의 단면곡선에서 가장 높은 봉우리와 가장 깊은 골짜기의 수직거리이다. 중심선 평균거칠기(Ra)는 단면곡선에서 봉우리 면적과 골짜기 면적 합을 각각 구하여 면적 차이를 계산한 후 기준길이로 나눈 값이다. 중심선은 봉우리를 깎아 골짜기를 메워 고르게 할 때 해당 면적에 대응하는 높이를 가진 선이다. 10점 평균거칠기(Rz)는 가장 높은 봉우리 5개와 가장 깊은 골짜기 5개를 선택하여 각각의 높이(깊이) 평균값을 구하고 두 평균값의 차이로 나타낸 것이다. 일반적으로 Ry가 가장 크고 Rz, Ra순으로 갈수록 작아지는 경향을 보인다.  표면거칠기 종류 표면거칠기를 측정하는 방법에는 3가지가 있다. 촉침법(stylus method) 은 바늘끝을 피측정물에 접촉시켜 이동하면서 바늘끝의 움직임을 확대해서 측정한다. 광절단법(light sectioning method) 은 광학적으로 표면거칠기나 물체의 요철을 측정하는 방법이다. 가느다란 틈새(slit)를 통과한 빛의 띠가 대상물 표면을...
Read more »