신율계에는 수백 가지 모델이 있고 다양한 기술이 사용되므로 필요한 신율계를 선택할 때 혼란스러울 수 있습니다. 실온 외 온도에서 사용하는 특수 신율계도 있고 내수성 장비에 사용하기 위한 신율계도 있습니다. 그리고 정밀한 데이터 수집을 위한 레이저 및 비디오 신율계도 있습니다. 이 가이드에서는 실온 환경에서 사용하는 축방향 신율계를 선택할 때 고려해야 할 사항에 대해 살펴봅니다. 테스트를 진행하기 전에 아래와 같은 시편 특성을 숙지하면 최적의 신율계를 선택하는 데 도움이 됩니다.
시편의 게이지 길이 확인
대부분의 재료 시편에는 그립을 위해 확장되는 끝단 또는 숄더와 단면적이 상대적으로 적은 게이지 섹션이 있습니다. 변형률은 보통 게이지 섹션의 중간 70~80%에서 측정되므로, 재료 변형은 단면적이 일정한 구간을 따라서 발생합니다. 신율계 접촉면 게이지의 길이는 대개 3mm(0.12in)에서 100mm(~4in)이며 철근 테스트와 같은 특정 조건에서는 길이가 더 긴 게이지를 사용합니다. 게이지 길이 확장 키트를 사용해 기존 신율계의 게이지 길이를 늘려 게이지 길이가 더 짧거나 긴 시편에서 변형률을 측정할 수 있습니다.
시편의 단면적 고려
시편이 둥근지, 평평한지에 따라 사용할 칼날이 결정됩니다. 많은 신율계에서는 직선 칼날을 표준으로 사용하며 둥근 시편을 테스트할 때 권장합니다. 3점 시편 접점이 있는 칼날은 대개 평평한 시편을 테스트할 때 사용합니다. 여기에는 1점 접점 칼날 하나와 2점 접점 칼날 2개가 포함됩니다. 3점 시편 접점 칼날은 평면을 만들어 주므로, 신율계가 테스트 대상의 축과 정렬되도록 돕습니다.
시편의 이동 길이 예측
측정 범위는 신율계가 정확한 측정 성능을 유지하면서 최대로 움직일 수 있는 거리입니다. 측정 범위를 나타낼 때는 절대적인 거리 측정값을 사용하거나 변형률 범위를 게이지 길이와 비교한 상대 측정값을 사용합니다. 예를 들어 게이지 길이가 50mm인 신율계의 경우 측정 범위는 ±10% 또는 ±5mm입니다. 대부분의 프리미엄 접촉식 신율계에는 구성요소에 손상을 주지 않으면서 정격 측정 범위를 약간 초과하여 장치가 이동할 수 있도록 도와주는 초과 이동 보호 기능이 있습니다.
시편 강도 속성 고려
시편은 신율계의 무게를 견딜 정도로 견고해야 합니다. 대부분의 상온 신율계는 스프링, 고무 밴드 또는 빠른 부착 키트를 사용하여 시편에 부착됩니다. 시편 근처에 고정할 수 있는 경량 신율계를 찾아보세요. 신율계의 무게와 길이는 전복 운동을 생성하며, 하부 칼날이 이러한 움직임에 반응하게 됩니다. 하부 칼날은 시편에 파고들고 상부 칼날은 시편을 밀어냅니다. 게이지 길이가 짧아지면 이 문제가 악화됩니다. 그다음으로, 양면이 날카로운 칼날을 찾아보세요. 칼날 가운데에 대칭점이 있어야 합니다. 이러한 칼날은 수명이 길고 비대칭적인 칼날보다 이가 빠질 확률이 낮습니다. 저렴한 신율계는 대개 무겁고 길며 시편을 구부러트리거나 떨어뜨릴 확률이 높습니다.
시편의 고장 예측
시편이 고장 날 때까지 테스트할 계획이라면 신율계가 그러한 작업에 적합한지 확인해야 합니다. 시편이 고장 나더라도 시편에 그대로 붙어 있는 신율계가 많지만, 높은 운동 에너지로 인해 시편이 파괴될 때 신율계가 손상될 위험이 있습니다. 고장 나기 전에 신율계를 제거하는 방안을 고려하거나, 시편이 부서질 경우를 대비하려면 비접촉식 신율계를 사용하는 것이 좋습니다.
보정 요구 사항 결정
신율계의 등급은 알려진 표준 대비 변형률 및/또는 변위의 최대 오류를 기준으로 매겨집니다. ISO 9513는 등급 번호(0.2, 0.5 등)를 사용하며, ASTM E83은 등급 글자(A, B1, B2, C 등)를 사용합니다. ASTM과 ISO의 한 가지 큰 차이점은 절대 오차 허용 여부입니다. 예를 들어 ISO 9513 Class 0.5를 기준으로 보정된 신율계의 상대 변위 오차는 0.5%, 절대 오차는 ±1.5μm이고 ASTM E83 Class B1을 기준으로 보정된 신율계의 상대 변형률 오차는 0.5%, 절대 오차는 0.1mm/mm입니다. 자세한 정보는 ASTM 및 ISO 표준을 참조하세요.
고온 항공우주 장비를 위해 개발 중인 새로운 복합재는 매우 강성이 높고 변형률이 낮습니다. 이러한 재료를 테스트할 때는 최대한 높은 등급의 신율계를 사용해야 합니다. 고신장 폴리머 인장 테스트는 ASTM E83 Class C와 같이 기준이 엄격하지 않은 사양으로도 실행할 수 있습니다. 이러한 기준에서는 신율계의 측정 범위 전체와 비교했을 때 변형률(%)의 상대 오차가 매우 작습니다. 대개 ASTM 또는 ISO 테스트 절차에 따라 테스트에 필요한 신율계의 등급이 결정됩니다.
