시험기의 측정 범위에는 바닥이 있으며, 그 바닥은 분해능이 정합니다

이 페이지는 교정, 측정, 장비 선택에 관한 조언을 하지 않으며, 어떤 등급의 오차 한계도 제시하지 않습니다. 그 값이 담긴 표가 우리가 읽을 수 있었던 미리보기의 끝을 넘어선 곳에 있기 때문입니다. 이 글은 포럼 질문에서 나온 것이 아닙니다. 이 사이트가 지금까지 인용한 규격 번호를 모두 뽑아 세어 본 데서 나왔으며, 그렇게 해서 이 사이트가 교정에 대해서는 51번 썼지만 시험기 규격에 대해서는 한 번도 쓰지 않았다는 사실을 알게 되었습니다. 평소 쓰던 브라우저 도구는 여전히 사용할 수 없습니다.

어떤 문서이며, 얼마나 읽을 수 있었는가

규격은 정적 일축 시험기의 교정과 검증에 관한 ISO 7500-1로, 2018년 제5판이며 금속 기계 시험을 다루는 ISO/TC 164의 일축 시험 분과위원회 1이 작성했습니다. 이 사이트가 이 규격을 쓰는 것은 처음이고, 이 위원회의 문서를 쓰는 것 자체가 처음입니다. 앞선 세 편의 글은 모두 기하학적 제품 사양 위원회의 문서에서 나왔습니다. 이번 글은 같은 문제의 다른 구석입니다.

무료 미리보기는 앞부분과 본문 6.4.8항까지를 담고 있습니다. 이번에는 그 점이 평소보다 중요합니다. 각 등급의 허용 오차를 담은 표 2가 미리보기가 끝난 다음 항에 있기 때문입니다. 읽을 수 있는 본문은 그 표를 여러 번 가리키지만 우리는 그 표를 볼 수 없습니다. 따라서 이 페이지는 등급이 존재한다는 것, 그 이름, 그리고 등급이 측정 범위의 바닥을 어떻게 정하는지는 알려 드릴 수 있습니다. 어떤 등급이 얼마의 오차를 허용하는지는 알려 드릴 수 없으며, 짐작하지도 않습니다.

측정 범위의 등급에 관한 조항, 보고 요구 사항, 검증 주기에 관한 규칙, 부속서도 읽지 않았으며, 힘 측정 기기 자체의 교정에 관한 별도 규격도 읽지 않았습니다. 이 규격은 처음부터 끝까지 그 규격에 기대고 있습니다. 이 문서가 현행인지도 확인하지 않았습니다.

서문에서 기억해 둘 만한 대목이 하나 있습니다. 제5판은 제4판의 경미한 개정으로 설명되며, 열거된 변경 사항은 어느 표에 있는 기호 7개의 정의가 편집상 수정되었다는 것 하나뿐입니다. 정의 7개의 문구 때문에 판 하나가 통째로 나온 셈입니다.

검증이란 실제로 무엇인가

적용 범위는 검증을 세 부분으로 나눕니다. 힘을 가하는 부속 장치를 포함한 시험기의 일반 점검, 힘 측정 시스템의 교정, 그리고 시험기가 지정된 등급에 주어진 한계를 충족한다는 확인입니다. 성적서에 적히는 그 단어를 만들어 내는 것은 세 번째입니다.

적용 범위에는 쉽게 지나치지만 한번 보면 잊기 어려운 주석도 있습니다. 이것은 정적 교정이며, 교정 값은 “고속 시험이나 동적 시험 용도에는 반드시 유효하지는 않다”(번역)는 것입니다. 어떤 등급으로 검증된 시험기는 멈춰 있는 상태에서 검증된 것입니다.

바닥, 그리고 그 바닥은 어디서 오는가

흥미로운 부분은 네 개의 배수입니다. 측정 범위는 지시계가 표시할 수 있는 곳까지 내려가지 않고, 등급에 따라 분해능의 400배, 200배, 100배, 67배에서 멈춥니다. 등급이 정밀할수록 배수가 크므로 더 좋은 시험기가 측정 범위의 아래쪽을 더 많이 포기합니다.

각 쌍을 곱하면 네 수가 거의 하나로 모입니다. 400 곱하기 0.5는 200입니다. 200 곱하기 1은 200입니다. 100 곱하기 2는 200입니다. 67 곱하기 3은 201입니다. 그 밑에 깔린 규칙은 200을 등급 숫자로 나눈 것이며, 마지막 값만 정수로 반올림되어 있습니다. 이 계산은 우리가 한 것이며, 규격은 공식이 아니라 네 값을 인쇄해 둘 뿐입니다.

이 사이트가 인쇄된 열을 나누어 보고 하나의 규칙인지 확인한 것은 이번이 세 번째입니다. 한 번은 그랬고, 한 번은 아니었으며, 이번에는 끝자리가 반올림된 하나의 규칙입니다. 이 방법을 새로운 것처럼 내세우지 않고 반복이라는 점을 밝혀 둡니다. 앞선 글은 다시 쓰지 않고 링크로 대신합니다.

그리고 분해능 자체는 무엇인가

바닥이 분해능 위에 세워지므로, 분해능을 어떻게 구하는지 알아 둘 만합니다. 지시값이 흔들릴 때 규격은 분해능을 흔들림 폭의 절반에 한 눈금을 더한 값으로 봅니다.

그리고 이를 제한하는 주석이 붙습니다. 이 방법은 “시스템 잡음에 의한 분해능만 결정하며” “제어 오차는 고려하지 않는다”(번역)는 것이고, 예로 유압식 시험기를 듭니다. 바닥을 정하는 숫자는 잡음 측정값이며, 규격도 그렇게 말합니다.

상대 분해능, 즉 지시된 힘에 대한 분해능의 백분율은 시험기 전체에 대해 한 번이 아니라 교정점마다 구해야 합니다. 이것이 문서 전체의 모양입니다. 시험기가 정확한 것이 아니라, 시험기는 어떤 힘에서 정확합니다.

그 숫자에 따라붙는 조건

교정 수치는 그 상황이 함께 붙어 있을 때만 의미가 있으며, 이 규격은 많은 조건을 붙입니다.

• 교정은 10 °C에서 35 °C 사이의 주위 온도에서 하며, 온도를 기록합니다
• 힘 측정 기기의 온도는 한 측정 계열의 처음부터 끝까지 2 °C를 넘게 변해서는 안 됩니다
• 교정 직전에 설치된 기기에 영과 최대 힘 사이로 최소 세 번 예비 하중을 가합니다
• 영점 지시값은 힘을 완전히 제거한 뒤 약 30초 후에 읽습니다
• 아날로그 지시계에서는 지침이 영 주위에서 자유롭게 균형을 잡는지 확인하고, 디지털 지시계에서는 영 미만의 값이 예를 들어 마이너스 부호로 분명히 표시되는지 확인합니다

이 가운데 하나는 체결 부품이 모습을 바꾼 것입니다. 힘 측정 기기를 나사 스터드로 시험기에 부착하는 경우, 그 기기도 같은 방식으로 교정되었어야 하며, 측정 계열마다 120도씩 회전시켜야 합니다. 교정 지그는 나사 체결부이며, 규격은 그 방향이 결과를 바꿀 수 있는 것으로 다룹니다.

마찰은 시험 대상 특성입니다

같은 이유로 알아 둘 만한 조항이 둘 더 있습니다. 보통 부수적인 것으로 여겨지는 것에 이름을 붙이고 검증의 일부로 만듭니다.

지침이나 기록계 같은 기계식 부속 장치는 정상 작동 여부와 “마찰에 의한 저항”(번역)을 점검하며, 부속 장치를 연결한 상태와 연결하지 않은 상태로 각각 측정 계열을 수행합니다. 지시부의 마찰은 시험기의 측정된 특성입니다.

그리고 작동기의 압력으로 힘을 측정하는 유압식 시험기에서는 피스톤 위치의 영향을 검증해야 하며, 세 측정 계열마다 피스톤 위치를 다르게 합니다. 피스톤이 두 개면 둘 다 고려합니다. 피스톤이 어디에 있느냐가 지시값을 움직일 수 있는 것으로 취급됩니다.

이것으로 확정되는 것과 확정되지 않는 것

• 측정 범위의 하한은 분해능에 400, 200, 100, 67을 곱한 값이며, 각각 등급 0,5, 1, 2, 3에 해당합니다
• 우리 계산으로는 이 네 값이 200을 등급 숫자로 나눈 값이며, 마지막 값은 반올림되어 있습니다
• 지시값이 흔들릴 때 분해능은 흔들림의 절반에 한 눈금을 더한 값이며, 주석은 이것이 시스템 잡음만 반영하고 제어 오차는 반영하지 않는다고 말합니다
• 상대 분해능은 교정점마다 구합니다
• 검증은 세 가지입니다. 일반 점검, 힘 측정 시스템의 교정, 등급 한계에 대한 확인
• 교정 값은 고속 시험이나 동적 시험에는 반드시 유효하지는 않습니다
• 교정은 10도에서 35도 사이에서, 2도 미만의 온도 변화로, 최소 세 번의 예비 하중 후에 합니다
• 나사 스터드로 부착하는 경우 측정 계열 사이에 기기를 120도 회전합니다
• 지침이나 기록계의 마찰을 검증하며, 유압식 시험기에서는 피스톤 위치를 의도적으로 바꿉니다
• 제5판은 경미한 개정이며, 열거된 유일한 변경은 기호 정의 7개의 문구입니다
• 허용 오차 표를 읽을 수 없었으므로 여기에는 어떤 등급 공차도 나오지 않습니다. 측정 범위의 등급에 관한 조항, 보고 요구 사항, 검증 주기, 부속서, 기준 기기에 관한 규격도 마찬가지입니다
• 이 문서가 현행인지 확인하지 않았으며, 교정이나 측정에 관한 조언은 하지 않습니다

들일 만한 습관은 어떤 숫자가 측정 범위의 어디에서 측정되었는지 묻는 것입니다. 시험기에는 정확도가 하나만 있는 것이 아니라 힘마다 정확도가 있고, 그 아래에는 지시계가 얼마나 잘게 분해할 수 있는지와 시험기가 얼마나 좋다고 주장하는지로 정해지는 바닥이 있습니다. 큰 시험기에서 읽은 작은 하중이 바로 그 바닥이 존재하는 이유가 되는 경우입니다.

이웃 분과위원회는 경도 시험 규격을 쓰며, 거기서는 HV 뒤의 숫자가 킬로그램 단위의 힘이라는 사실이 드러납니다.

이 글은 여섯 단계 중 하나에만 해당하지 않습니다. 여러 단계를 아우르거나 조립 후에 나타나는 문제입니다. 관련 결정은 영어 글 Specifying a screw에서 설명합니다.

자주 묻는 질문

시험기의 측정 범위는 영까지 내려갑니까?

아닙니다. 규격은 측정 범위의 하한이 분해능에 등급 0.5는 400, 등급 1은 200, 등급 2는 100, 등급 3은 67을 곱한 값보다 작아서는 안 된다고 말합니다.

왜 더 좋은 등급의 배수가 더 큽니까?

규격은 값만 제시하고 설명하지 않으며, 이 페이지도 짐작하지 않습니다. 결과적으로 더 정밀한 등급이 측정 범위의 아래쪽을 더 많이 포기하게 됩니다.

네 수 뒤에 공식이 있습니까?

우리 계산으로는 각 배수에 해당 등급 숫자를 곱하면 200, 마지막 경우에는 201이 되므로, 값들은 200을 등급으로 나누고 마지막 값을 반올림한 것처럼 움직입니다. 규격은 공식이 아니라 네 값을 인쇄합니다.

각 등급은 얼마의 오차를 허용합니까?

이 페이지는 그것을 말하지 않습니다. 허용 오차를 담은 표가 우리가 읽을 수 있었던 미리보기의 끝을 넘어선 곳에 있으므로, 여기에는 어떤 등급 공차도 나오지 않습니다.

분해능은 어떻게 정합니까?

지시값이 흔들릴 때 규격은 흔들림 폭의 절반에 한 눈금을 더한 값을 분해능으로 봅니다. 주석은 이것이 시스템 잡음에 의한 분해능만 결정하며 제어 오차는 고려하지 않는다고 말합니다.

교정 성적서는 빠른 시험에도 적용됩니까?

적용 범위의 주석은 교정 값이 고속 시험이나 동적 시험 용도에는 반드시 유효하지는 않다고 말합니다. 이 문서는 정적 교정을 다룹니다.

교정은 몇 도에서 합니까?

10도에서 35도(섭씨) 사이의 주위 온도에서 하며 보고서에 기록합니다. 힘 측정 기기의 온도는 한 측정 계열의 처음부터 끝까지 2도를 넘게 변해서는 안 됩니다.

왜 측정 사이에 기기를 회전시킵니까?

나사 스터드로 부착한 경우 규격은 측정 계열마다 120도 회전을 요구하며, 기기 자체도 같은 방식으로 교정되었어야 한다고 요구합니다.

마찰도 점검합니까?

그렇습니다. 지침이나 기록계 같은 기계식 부속 장치는 정상 작동 여부와 마찰에 의한 저항을 검증하며, 부속 장치를 연결한 상태와 연결하지 않은 상태의 측정 계열을 사용합니다.

참고 자료

• ISO 7500-1:2018, Metallic materials, calibration and verification of static uniaxial testing machines, part 1, tension and compression testing machines, fifth edition, prepared by ISO/TC 164/SC 1. Free preview of eleven pages, covering the front matter and the body as far as subclause 6.4.8

스캔본이 아닌 디지털 문서여서 텍스트 추출을 신뢰할 수 있지만, 이 페이지의 인용은 모두 파일과 한 단어씩 대조했습니다. 미리보기는 6.4.8항 끝에서 멈추며, 각 등급의 허용 오차를 담은 표 2는 그다음 항에 있습니다. 읽을 수 있는 본문이 그 표를 여러 번 가리키므로, 이 페이지는 등급의 이름과 등급이 측정 범위의 바닥을 정하는 방식은 전하지만 어떤 등급의 오차 한계도 제시하지 않으며, 추론하지도 않습니다. 시험기 측정 범위의 등급에 관한 조항, 보고 요구 사항, 검증 주기에 관한 규칙, 부속서, 힘 측정 기기의 교정에 관한 별도 규격은 읽지 않았습니다. 이 규격은 처음부터 끝까지 그 규격에 의존합니다. 이 문서가 현행인지 대체되었는지는 확인하지 않았습니다. 카탈로그 페이지가 이 사이트의 요청을 거부하기 때문입니다. 이 사이트가 이 규격을 쓰는 것은 처음이며, 이 기술위원회의 문서를 쓰는 것 자체가 처음입니다. 다음은 규격의 진술이 아니라 우리 자신의 계산입니다. 각 배수에 해당 등급 숫자를 곱하면 200, 마지막 경우에는 201이 된다는 것입니다. 이 사이트가 인쇄된 열을 나누어 하나의 규칙으로 정리되는지 확인한 글은 이번이 세 번째이며, 이를 방법으로 내세우지 않고 반복으로 밝혀 두며 앞선 글 하나를 링크했습니다. 이 글은 포럼 질문에서 나온 것이 아니라, 이 사이트가 인용한 규격 번호를 모두 추출해 세어 본 데서 나왔습니다. 교정, 측정, 장비 선택에 관한 조언은 하지 않으며, 어떤 브랜드도 언급하지 않습니다. 이 사이트가 평소 쓰는 브라우저 도구는 여전히 사용할 수 없습니다.