Mesurer l'incertitude - Des tests de force en toute simplicité

Mesurer l'incertitude - Des tests de force en toute simplicité
L'incertitude fait partie des nombreuses variables qui doivent être prises en considération lors de l'exécution des tests de force. L'incertitude résulte d'une combinaison de facteurs, y compris les erreurs qui peuvent affecter les résultats des tests. Et, bien que beaucoup d'erreurs peuvent être cumulatives, tant que les variables sont prévisibles, les mesures des tests devraient être toujours correctes.

Sans entrer dans des calculs complexes de l'incertitude, l'article ci-dessous examine des situations fréquentes de tests de force et présente des exemples concrets de la manière d'éliminer l'incertitude des tests de force. Un pèse-personne, par exemple, indique le poids avec une précision de ±500 grammes. Si une personne pèse 50 kilos, son poids réel sera probablement compris entre 49,5 et 50,5 kilos.

Les principaux domaines d'incertitude
Il est important de tenir compte de chacun des composants de la chaîne de mesure pour déterminer l'impact de l'incertitude sur les résultats finaux.

Testeur de force : Le testeur de force est le cœur du processus de mesure. Il est important que l'utilisateur connaisse les spécifications du testeur de force pendant les tests de force. Ces spécifications se divisent en deux catégories : l'incertitude de mesure avec une tolérance de ± et la certitude de mesure comme un dépassement de la gamme de valeurs telles que la température de fonctionnement, la plage de force min/max etc.

Dispositifs, raccords, adaptateurs et poignées : Le choix d'adaptateurs spécifiques pour tenir, empoigner, pousser ou tirer un échantillon doit être pris en compte dans l'équation des variables. Une attache mal choisie peut arracher ou déchirer un échantillon, et l'utilisation de techniques d'alignement incorrectes peut affecter négativement les résultats des tests.

Élément Humain : Le fait est que les êtres humains ne sont pas aussi constants ou aussi précis que les machines ; les utilisateurs doivent donc s'assurer qu'ils disposent de procédures, processus et outils solides afin de minimiser les variations. Étant donné qu'une personne dans un bon jour peut obtenir de bons résultats de test et qu'une personne dans un mauvais jour peut obtenir des résultats faussés, des contrôles doivent être mis en place afin d'éviter que les syndromes de « bon jour/mauvais jour » de l'opérateur affectent les résultats des tests.

Environnement : Les vibrations, la température, l'humidité et l'électrostatique peuvent également influer sur les résultats des tests.

Préparation de l'échantillon : Si la taille des échantillons varie, l'incertitude fera partie des résultats des tests.

Testeur de force Chatillon

Le testeur de force
Il est important que pendant la réalisation des tests de force, le test reste dans les paramètres fixés et les capacités du testeur spécifique. La PARTIE 1 des spécifications du testeur présente les informations suivantes pour prédire l'incertitude :

Toute spécification ayant une tolérance (±) reflète l'incertitude de mesure. Si un spécimen cassa à 1 000 N et que l'incertitude est de ± 10 N, l'utilisateur doit supposer que la force mesurée est comprise entre 990 et 1 010 N.

La PARTIE 2 des spécifications du testeur qui doivent être prises en considération sont les conditions de réussite/échec et de tout ou rien (« Go/No-Go »).  Par exemple, si la température de fonctionnement recommandée pour le testeur est comprise entre 5 et 35°C (41 et 95 F) et que le testeur est utilisé en dehors de cette plage de température spécifiée, il ne s'agira pas d'un problème d'incertitude, mais d'une situation évidente d'échec ou de « No-Go » avec des résultats non valides .

Accessoires pour les essais de matériaux

Dispositifs, raccords, adaptateurs et poignées
Un mauvais alignement et un jeu dans un dispositif, un adaptateur, un raccord ou une poignée sont parmi les pires ennemis des tests de force. Un mauvais alignement, ou comme on l'appelle parfois un « chargement latéral » ou un « chargement décentré / excentrique », affecte négativement la précision du train de charge. Plus l'angle, ou la non perpendicularité, du train de charge est important, plus le degré d'erreur risque d'être élevé.

Le but est que les adaptateurs supérieur et inférieur soient centrés l'un par rapport à l'autre pour que le train de force soit en ligne droite. Quelques degrés de décalage pourraient ne pas affecter la précision d'un test, mais les utilisateurs doivent toujours vérifier les erreurs de chargement décentré avec le fabricant du testeur de force.

Les attaches sont un autre facteur qui contribue à tester l'incertitude. Une attache mal choisie peut entraîner des tests peu précis. Des attaches trop serrées pour un spécimen peuvent provoquer des ruptures prématurées sur les bords des mords ou, au contraire, faire glisser l'échantillon dans l'attache. Des glissements peuvent également être provoqués par la sélection d'un mauvais mord.

Lors de tests sur des matériaux différents, les utilisateurs sont invités à vérifier les scénarios potentiels de test et à trouver les attaches qui conviennent le mieux aux matériaux testés, bien entendu aussi pour minimiser aussi le nombre de fois que les mords seront changées. Si les échantillons ne peuvent pas toujours être correctement alignés, l'utilisation d'émerillons ou de boules de compression peut être une bonne solution.

Exploitant effectue les essais de matériaux avec testeur de force

L'élément humain
L'opérateur constitue également un élément essentiel de la chaîne de l'incertitude. C'est l'élément humain. Le meilleur contrôle à appliquer capable de minimiser les incertitudes liées à la performance de l'opérateur est de mettre en place un ensemble de paramètres qui ne peuvent pas être modifiés par l'opérateur. Une protection logicielle peut être utilisée pour définir des mots de passe qui empêchent les opérateurs d'accéder aux réglages de la machine et à d'importantes données de test. La protection matérielle comprend la mise en place de dispositifs qui assurent la constance des tests d'échantillons.

L'incertitude peut découler d'une mauvaise installation des échantillons dans leurs attaches. Une solution est l'utilisation des attaches pneumatiques avec languettes d'alignement à la place d'attaches mécaniques, afin de garantir le bon positionnement de l'échantillon. Les attaches pneumatiques contrôlent également mieux la pression de l'attache par rapport aux attaches mécaniques.

L'environnement
L'environnement joue aussi un rôle essentiel dans la chaîne de l'incertitude. Beaucoup de facteurs environnementaux peuvent être contrôlés grâce à l'utilisation d'amortisseurs en caoutchouc (vibrations), du contrôle climatique (température / humidité) et d'une mise à terre appropriée (décharge électrostatique ou ESD).

Préparation de l'échantillon
La bonne préparation des échantillons de test est essentielle. La découpe, l'usinage et la préparation manuelle sont des facteurs à prendre en considération pour la chaîne d'incertitude. Une mauvaise préparation de l'échantillon entraîne des résultats de test imprévisibles. Les matrices et les modèles font partie des outils utilisés pour assurer l'uniformité des échantillons et pour minimiser la variabilité entre les échantillons. Toutefois, s'ils sont mal préparés, les mesures de force peuvent varier et donner lieu à une plus grande incertitude.

Conclusion
Si plusieurs facteurs de test peuvent être identifiés à l'avance, le facteur d'incertitude de la mesure de test de force ne peut être prédite et planifiée correctement. Cependant, chaque élément composant la chaîne d'incertitude doit être contrôlé, ce qui comprend le testeur de la force ; les dispositifs, raccords adaptateurs et attaches ; l'élément humain, l'environnement et la préparation des échantillons. Avec un peu de chance, ce simple guide pratique aidera les utilisateurs des testeurs de force à obtenir des résultats de tests plus fiables et prévisibles.

Conseils techniques

Le testeur de force est le cœur du processus de mesure. Il est important que l'utilisateur connaisse les spécifications du testeur de force pendant les tests de force.
Le choix d'adaptateurs spécifiques pour tenir, empoigner, pousser ou tirer un échantillon doit être pris en compte dans l'équation des variables. Soyez sûrs d'avoir mis en place des procédures, processus et outils solides afin de minimiser les variations.