拉力试验机检定装置的升级方法探讨

随着生产规模的扩大及检化验设备技术的发展，检化验设备的精度等级、自动化程度越来越高，实现智能化，信息化。

现场原有检定装置为 0.3 级，不但精度低，且技术落后，其测力结构采用的是弹簧管变形式，百分表显示变形示值,显而易见，不但操作复杂，检定效率低，且极容易出安全事故，已无法完全满足生产线上高精度检验设备的现场检定/校准需求。

某企业拉力试验机检定装置已无法满足现有拉力试验机的周期检定及日常运行检查工作。技术升级改造方案设计，将原检定装置的准确度等级由 0.3 级提高到 0.1 级，满足该企业所有拉力试验机检定要求，确保该企业物理检验数据的合法性，准确性，满足各种质量认证需求。升级后装置技术研究，设备运行各项技术参数研究，测量结果不确定度评定及验证。

2 需解决的问题

1)拉力试验机检定装置的现场运行调试，符合0.1级准确度等级技术要求。

2)升级后装置的测量重复性技术研究。

3)升级后装置的测量稳定性技术研究。

4)测量结果不确定度的评定、验证。

5)按新建计量标准，撰写该企业计量标准技术报告。

3 采用的方法

3.1 升级后装置工作原理

采用比较法检定拉力试验机。检定拉力试验机时，通过比较标准测力仪与被检拉力试验机的示值，计算出被检拉力试验机的示值相对误差，重复性相对误差，示值进回程相对误差等。

3.2 方案设计，标准设备组成

拉力机量程分别为 100kN、300kN、600 kN、1 000 kN、2 000 kN 的标准测力仪以及声级计、水平仪及同轴度测量仪等组成。

3.3 主要技术指标

0.1 级，测量范围(0.6～2 000.0)kN。示值误差优于±0.1%，重复性不大于 0.1%，回零差优于±0.05%FS。

3.4 计量标准的量值溯源和传递框图(见图 1)

3.5 计量标准的重复性试验

选取 1 台 0.5 级最大试验力为 1 000 kN 的试验机，以 1 000 kN 量程的 20%(即 200 kN)作为测量

点，连续测量 10 次，得到测量列如表 1 所示。

3.6 计量标准的稳定性考核

对于升级的主标准器具，根据 JJF 1033—2008要求，按新建计量标准稳定性考核方法进行考核，稳定性考核记录见表 3。

考核记录表中，四组测量结果中的最大值和最小值之差，即为新建计量标准在该时间段内的稳定性，其值小于计量标准的最大允许误差的绝对值，所以稳定性考核合格。

3.7 测量结果不确定度的分析与评定(0.5 级拉力试验机)

3.7.1 测量依据及方法

1)测量依据。依据 JJG 139—1999《拉力、压力和万能试验机》检定规程，拉力试验机测力系统的示值相对误差是测量的最主要技术参数。检定 0.5 级拉力试验机，使用 0.1 级的标准测力仪;检定 1、2 级的拉力试验机，使用 0.3 级的标准测力仪。标准测力仪应符合计量检定规程 JJG 144—2007《标准测力仪》的要求。

2)测量方法。在规定的环境条件下，通过试验机施加负荷使标准测力仪产生弹性体变形，应变式标准测力仪把力的信号转换为电信号，由指示器读取。试验机示值的算术平均值与标准测力仪上的标准力值之差即为试验机的示值误差。以 0.1 级标准测力仪检定 0.5 级拉力试验机(量程 1 000 kN，测量点 20%量程)为例，对其测量不确定度进行分析与评定。

3.7.2 测量结果不确定度的主要来源

测量重复性、测试人员的读数误差、标准测力仪校准/检定时的测量不确定度、标准测力仪的长期稳定度带来的影响、标准测力仪的数字示值分辨力引进的误差。

力学计量检测技术有了突破性的发展，实现公司力值计量标准上一个新台阶，检定装置提升到 0.1级水平。