クエリ: 板金の厚さはどのように測定されますか
文章: 板金 アメリカ合衆国では厚さによる管理の他にゲージと呼ばれる数字で区分されている。ゲージは金属ごとに規格が異なっており、数字が大きいほど厚さが薄くなる。様々な材料が板金にされており、アルミニウム、真鍮、銅、冷間圧延鋼板、軟鋼、ブリキ、ニッケル、そしてチタニウムは板金にできる金属のほんの一例である。板金の用途は自動車のボディ、サスペンションアーム、重ね板ばね、はしごフレームなど、飛行機の機体、翼、医療用テーブル、建築のための屋根など多岐にわたって使われる。
文章: 絞り加工 絞り加工(しぼりかこう)とは金属工芸の一つである鍛造の中で板金の加工法で、金槌・木槌と当て金(あてがね、特殊な形状の金床)などを使い金属の板を叩いて圧縮させ、絞り込み凹状に加工し、容器形状にすることである。鎚起(ついき)とも呼ばれる。 伝統工芸の絞り加工では、成型品の形状に合わせ幾つもの金槌や「当て金」(鳥口、からす口とも)が使われる。イメージとしては陶芸でろくろの上の粘土を絞り上げるのと類似の作用を金属板に金槌と当て金を使い絞り上げ、鍋や花瓶などの3次元の形をつくる工法である。 類似した加工法に打出し加工があるが、こちらは窪んだ木臼や砂袋などを使い板を打ち出し(引き伸ばし)へこませる加工法である。 単純な比較をすると、直径30cmの板金を、「打出し加工」では直径30cmの皿や鍋に加工するのに対し、「絞り加工」では高さ15cm以上の花瓶を作る。 打出しの場合は「伸ばし」の加工であるので外周は元の板金と同じ厚さであるが内側ほど薄くなる。 絞りの場合は「圧縮」加工であるので容器の中心(底)の部分は元の板金と同じ厚さであるが、外周へ行くほど厚くなり、口の部分では数倍にもなる。 伝統工芸の絞り加工ではお椀程の大きさのものでも数千打、花瓶程であれば数万打以上と非常に多くの工数や日時を要する。 機械加工では「プレス絞り加工」や旋盤による「へら絞り加工」があり、プレス加工では絞り用のオス・メスの金型に板金を挟み込み数秒でプレス成形する。旋盤を用いた絞り加工ではオス型のみのへら絞り用金型を用い、へらで押え絞り込んていく。いずれも金型製作や機械への大きな初期投資が必要になるが、手工芸の絞り職人の工数の数万分の1で安価で均一な製品の供給が可能になっている。 機械加工の「プレス絞り加工」や「へら絞り加工」では成形後に凸金型を抜き出す必要がある為、入れ子構造の割型で口の部分を胴の部分より小さくすることは可能であるが、右上の花瓶のように絞ることは難しい。(幾つかの部分に分けて成形し溶接やろう付けすることで似た形には出来る。) 文章: ノギス ジョウで物の外側の長さを測定できるほか、クチバシで内径、デプスバーで深さ、そして段差測定などもできる。 文章: 薄膜干渉 薄膜は反射防止膜、ミラー、光学フィルタなどに使用されている。これらは特定の波長の光を表面で反射又は透過させる量を制御するように設計することができる。ファブリ・ペロー干渉計は、薄膜の干渉を利用して、どの波長の光を透過させるかを選択している。これらの薄膜は、基板に材料を加えて制御する蒸着プロセスにより作られる。方法としては化学気相成長やさまざまな物理気相成長法がある。 薄膜は自然界にも存在する。多くの動物は、網膜の後ろに光を集めるのを助ける組織(輝板)の層を持つ。また、油膜やシャボン玉にも薄膜干渉の効果が見られる。薄膜の反射率スペクトルには明瞭な振動があり、その極値から薄膜の厚さを算出することができる。 偏光解析法(エリプソメトリー)は、薄膜の特性を測定するためによく用いられる手法である。一般的な偏光解析法の実験では、偏光した光を薄膜の表面で反射させ、それを検出器で測定する。系の複素反射率 ρ {\displaystyle \rho } が測定される。その後、この情報を使用してモデル解析を行い、膜層の厚さや屈折率を決定する。 文章: 透明 ある物質の透明さを評価する単位としては、湖沼の水質評価などの簡易的な目的で使用されるメートル (m) 、学術分野で使用される透過率や光学的深さ、光ファイバーなどを定量的に評価するために使用されるデシベル毎キロメートル (dB/km) がある。 湖沼などでの透明度は、直径30cmの白色円板(セッキー円盤)を水中に沈め、肉眼により水面から識別できる限界の深さを言う。どこでも簡単に測定することができるが、肉眼による測定であるため個人差が大きい。日本の湖でも透明度の高い摩周湖は、透明度約20mである。 ガラスなど、一般的な材料の透明度は、特定の厚さの材料での入射光と透過光の強度比を百分率で表した透過率で表す。透過率は対象とする光の波長によって異なるため、どの波長で測定したかを明記する。可視光線の場合、550nmでの透過率を基準とすることが多い。 文章: カンチレバー δ = 3 σ ( 1 - ν ) E L 2 t 2 {\displaystyle \delta ={\frac {3\sigma \left(1-\nu \right)}{E}}{\frac {L^{2}}{t^{2}}}} ここで、 ν {\displaystyle \nu } =ポアソン比 、 E {\displaystyle E} =ヤング率 、 L {\displaystyle L} =ビームの長さ、 t {\displaystyle t} =カンチレバーの厚さである。 直流結合センサに使用される片持ち梁の静的撓みの変化を測定するために、非常に敏感な光学的および容量的方法が開発されてきた。2つ目は片持ちばね定数に関する公式で、 片持ち梁の寸法と材料定数 k {\displaystyle k} に対して: 文章: 重力 ジオイド上(標高0)の重力加速度は、赤道上では 9.7799 m/sと最も小さくなり、北極、南極の極地では 9.83 m/sと最も大きくなる。赤道と極地との差の主な理由は自転による遠心力であるが、自転以外にも地殻の岩盤の厚さ、種類、地球中心からの距離などによる影響も若干受ける。このため、重力を精密に測定し、標準的な重力と比較することで地殻の構造を推定することができる。測定手法には絶対重力測定と相対重力測定があり、日本では国土地理院が日本重力基準網として基準重力点を設定している。 国際度量衡会議では、定数として使える標準重力加速度の値を g = 9.80665 m/sと定義している。 文章: ブリネル硬さ ブリネル硬さは、工業材料の硬さを表す尺度の一つであり、押込み硬さの一種である。記号はHB。 試験法は1900年にスウェーデンの工学者であるヨハン・ブリネルにより考え出された。 計測によって生じるくぼみの直径は最大で5mm程度と大きく、硬さが不均一な鍛造品や鋳物など材料の平均的な硬さを評価する場合等に使用される。 文章: 伐採木測定法 末口二乗法。 末口直径を2乗して、これに長さを乗じて材積である。 この方法は長さ2間、2間半くらいの材であれば誤差は少ないが、短い材、長い材では誤差が大きい。 元口間知法。 末口と元口との両直径を平均し、これを2乗して 0.79 (つまりπ/4のこと)を乗じて、さらに長さを乗じて材積である。 この法で得られる結果は常に実際よりも過小である。 物理学的方法は、根、株、枝など不規則な形状である木材は数学的方法では求めづらいとして、測容器( xylometer )を用いてこれを測るものである。 つまり水を盛った測容器に木材を沈没させ、水面が上昇した量によって木材の容積を測る。 文章: 弱測定 1.のプロセスを事前選択という。量子力学のもっとも基本的な普通の測定を射影測定といい、射影公理によって状態が指定できる。一方の2.のプロセスでは対象となる物理系を測るための「測定器」に相当する系を設定し、物理系の情報が測定器にうつるようになんらかの相互作用を与える。この相互作用が十分強い場合、測定器の値が変化するため、測定器の値を見ることで物理系の状態を峻別できるが、相互作用が弱い場合、つまり、測定器の持つ「誤差」(この場合、波束の幅でそれを表現する)に対して小さい範囲でしか値を変化させられない場合が2.の手順における弱測定である。 ところで最初に与えた状態が、2.で測定しようとしている物理量が複数の値を取りうる「重ね合わせ状態」だった場合、測定器の波動関数で見て、中心の値がほとんどずれていない二つの波動関数の重ね合わせ状態に焼きなおされる。「弱値」が著しく大きな値を取りうるミソはこの部分である。すなわち、二つの波動関数が強く干渉するようにして重ね合わされているということである。 3.で物理系に対して再度射影測定を行う。これを「事後選択」という。事後選択で選ばれた状態のみ平均化する計算をすると一次近似として弱値に比例するようなシフトを見ることができる。のちに見るように弱値は本来とりうる測定量より大きい場合や小さい場合があるが、それは事後選択をすることによって、測定器の振れが大きい信号を選択的に取り出すことができることを示唆している。また、複素数値を取る点についてはどの物理量のシフトを見るかによって実部か虚部かを選ぶことができることに留意したい。具体的には同じ波動関数を位置の波動関数として見るか運動量の波動関数として見るかの任意性があるように、非可換な別の物理量で波動関数で見たときに、2.の弱測定の操作および3.の事後選択によってどのようにシフトするかを見るとき、ある物理量(例えば運動量)では弱値の実部を、別な物理量(例えば位置)では弱値の虚部を見るといったことができる。 文章: ビッカース硬さ 硬さ値が既知のブロックを基準片と呼び、試験機の検証や作業者の訓練に用いられる。黄銅または鋼製で円盤状のものが多い。JIS B 7735によると基準片の幾何公差は下記の通り定められている。 これから分かる通り、通常の機械部品に比べて公差が厳しい。裏面にまで公差が定められていることからわかるように、使用面だけでなく裏面の形状も測定値に影響する。 信頼性の高い試験を行うために、試験片の準備は重要である。JIS Z 2244には以下が明記されている。 文章: メジャー (測定機器) コンベックスは工作用に使用されている巻尺である。英語の"Convex"は「凸面」を意味し、この測定器を英語では"Steel Tape"、あるいは"Tape Rule"と呼ぶ。計測部は薄い金属製で断面が湾曲したテープが用いられ、巻き取ることができる柔軟性と同時に直立性を確保している。日本で用いられる名称は、この断面形状から商品名が付けられて一般名称化したものである。JISB7512の規格名称「鋼製巻尺」の種類別での名称は「コンベックスルール」で、テープ断面が樋状になった直立性に優れた巻尺と定義されている。 日本で市販されているコンベックスにはメートル単位のみのものの他に、建築作業での利便性から1寸に相当する1/33メートル刻みの目盛が併記された「尺相当目盛」のものや、建築上よく使う長さごとに目印が記入されているものもある。日本以外の国ではインチやフィートといったヤード・ポンド法単位の目盛が付けられた製品が市販されている場合もある。テープ先端のツメは目盛り方向にスライドする構造になっている製品がある。スライドする量は爪の厚み分で、ツメを押し付けて測定する場合とツメを引っ掛けて測定する場合とで、ツメの厚み分が計測に影響を及ぼさないようにした構造である。巻き取り部にはテープをゼンマイバネで巻き取る機構が組み込まれ、テープが出た状態を保持するロック機構付のものもある。 文章: ビッカース硬さ 試験法は1925年に開発された。対面角 α ≒ 136° の正四角錐ダイヤモンドで作られたピラミッド形の圧子を材料表面に押し込み、荷重を除いたあとに残ったへこみの対角線の長さ d から表面積 S を算出する。試験力 F を算出した表面積 S で割った値がビッカース硬さ (HV) であり、以下の式で求められる。 荷重の単位は kgf で定義されているため、国際単位系のNを使用する場合は係数 0.102 がつく。 圧痕の対角線長さd を用いた場合の計算式は、 文章: ブリネル硬さ 直径D の球形の金属球を圧子として、圧子を試験面にP の力で一定時間押し当てた後、荷重を除いたあとに残った永久くぼみの面積を測定する。試験荷重P(kgf)を算出した表面積S (mm)で割った値(荷重÷面積)がブリネル硬さであり、以下の式で求められる(荷重の単位をNで表す場合はこの式を0.102倍する)。 世界的に広く行われている測定方法としては、荷重P = 3000 kgf = 29400 N、球の直径D = 10 mm、球の材質は熱処理(焼入れ)した鋼が、鋼球より硬いものを計測する際は超硬合金が使われ、これを30秒押し当てる。単位はつけない。圧子は実際には1 mm、2.5 mm、5 mm、10 mmが用意されている。 さらに詳しく表記する際は、圧子の種類を鉄・鋼・超硬合金の場合をそれぞれHB・HBS・HBWと表記し、その後に球の直径(mm単位)と荷重(kgf単位)を記述する。例えば「直径10 mmの鋼球で3000 kgfの圧力を加えたら、HBが200になった」と書きたい場合、「200 HBS 10/3000」と書く。 文章: ジャマン干渉計 構造は2面のできるだけ厚いガラスのついた鏡と平行なガラス板からなる簡単なもので、光源からの光は第1の平行平面板で2つに分けられ、第2の平行平面板で再び一つとなる。二つの経路間の光路差による干渉を屈折率の精密測定に用いる。どちらかの光路に屈折率が未知の気体をおいて、気体の屈折率が気体の圧力に比例することを利用して、圧力の変化量と干渉縞の変化との関係を測定することにより、気体の屈折率を測定することができる。 文章: 線密度 線質量密度は、棒の1次元(その長さ l {\displaystyle l} に沿った位置)に関する質量関数の導関数として理解することができる。 線質量密度のSI単位は、キログラム毎メートル(kg/m)である。 繊維と毛糸の線密度は多くの方法で測定することができる。最も簡単な方法は、材料の長さを測定して重さを量ることである。ただし、これには大きな試料が必要であり、糸に沿った線密度のばらつきが無視されてしまう。また、繊維が縮れていたり、緩めて平らに置くことができない場合は、この方法は適用できない。材料の密度が既知である場合、繊維は個々に測定され、単純な形状をする。より正確な方法はSEMで繊維を直接撮影して直径を測定し線密度を計算することである。振動計で直接測定する方法もある。試料を2つの硬い点で挟み張力をかけ、機械的な振動を発生させ、その基本周波数を測定する。