力值 (≤1MN)計量器具檢定系統(tǒng)表

JJG2045—20101力值(≤1MN)計量器具檢定系統(tǒng)表1范圍本檢定系統(tǒng)表適用于力值(≤1MN)計量器具的檢定。它規(guī)定了力值國家基準(zhǔn)的用途和組成,基準(zhǔn)所包括的全套基本計量器具,基準(zhǔn)的計量學(xué)性能和通過計量標(biāo)準(zhǔn)向工作計量器具傳遞力值單位量值的程序,并指明其不確定度和基本檢定方法等。在整個力值檢定系統(tǒng)中,力標(biāo)準(zhǔn)器可分為兩類。第一類為產(chǎn)生力值的固定式標(biāo)準(zhǔn)器。此類標(biāo)準(zhǔn)器按結(jié)構(gòu)分為靜重式、杠桿式、液壓式和疊加式等力標(biāo)準(zhǔn)機。第二類為傳遞力值的各種便攜式標(biāo)準(zhǔn)器。這種標(biāo)準(zhǔn)器按其測量原理可分為百分表式、應(yīng)變式等標(biāo)準(zhǔn)測力儀。2計量基準(zhǔn)器具力值國家基準(zhǔn)由6種靜重式力基準(zhǔn)機組成。6種靜重式力基準(zhǔn)機的力值范圍分別為:20kN~1MN;5kN~300kN;2kN~100kN;100N~6kN;10N~1kN;10N~300N。靜重式力基準(zhǔn)機是以砝碼產(chǎn)生的重力作為基準(zhǔn)力值,通過適當(dāng)?shù)臋C構(gòu)自動地將力值施加在被檢定的測力儀上。這種器具的力值不確定度主要取決于砝碼質(zhì)量的不確定度,安裝地點重力加速度的測量不確定度,砝碼和空氣密度的測量不確定度,同時還與砝碼的穩(wěn)定性、加卸方式及器具的結(jié)構(gòu)等有關(guān)。10N~1MN力值國家基準(zhǔn)的力值相對擴展不確定度Ur為2×10-5(k=3)。3計量標(biāo)準(zhǔn)器具計量標(biāo)準(zhǔn)器包括力標(biāo)準(zhǔn)裝置(靜重式、杠桿式、液壓式和疊加式等四種型式)及用于力值量值傳遞用的標(biāo)準(zhǔn)測力儀。3.1靜重式力標(biāo)準(zhǔn)裝置與靜重式力基準(zhǔn)機的結(jié)構(gòu)原理基本一致,只是砝碼質(zhì)量的不確定度、安裝地點重力加速度的測量不確定度、砝碼和空氣密度的測量不確定度等影響分量上與力基準(zhǔn)機有差異,力值相對擴展不確定度Ur一般達1×10-4(k=2)。3.2杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)裝置以砝碼產(chǎn)生的重力作為標(biāo)準(zhǔn)負荷,經(jīng)適當(dāng)?shù)母軛U機構(gòu)放大后按預(yù)定順序自動地將力值加到被檢測力儀上。它比靜重式力標(biāo)準(zhǔn)裝置容易得到更大的力值,其計量學(xué)性能主要取決于杠桿的構(gòu)造與組合情況,刀刃與刀承的構(gòu)造以及加工和安裝質(zhì)量等。目前國內(nèi)此種機器均為單杠桿結(jié)構(gòu),其杠桿比為10∶1和20∶1,最大力值有1MN、300kN、100kN、60kN、50kN,力值相對擴展不確定度Ur一般達3×10-4,部分可達到1×10-4(k=2)?？紤]到檢定條件和周期,杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)裝置的力值相對擴展不確定度Ur定為3×10-4和5×10-4兩類。實際檢定時,根據(jù)具體檢定結(jié)果確定其所屬級別。JJG2045—201023.3液壓式力標(biāo)準(zhǔn)裝置的力值相對擴展不確定度Ur為5×10-4和1×10-3兩級。3.4疊加式力標(biāo)準(zhǔn)裝置用一個或一組比被檢定測力儀的準(zhǔn)確度等級高的測力儀作為標(biāo)準(zhǔn),與被檢定的測力儀進行串聯(lián),以液壓方式或機械方式施加力值。國內(nèi)已有1MN疊加式力標(biāo)準(zhǔn)裝置,力值相對擴展不確定度Ur達5×10-4。注:對于可能建立的其他類型的產(chǎn)生10-3,也可作為力標(biāo)準(zhǔn)裝置。3.5傳遞力值的標(biāo)準(zhǔn)測力儀的主要技術(shù)指標(biāo)有兩個,一是力值重復(fù)性R,二是力值穩(wěn)定度Sb。根據(jù)目前標(biāo)準(zhǔn)力值準(zhǔn)確度的水平,將作為基準(zhǔn)力值與標(biāo)準(zhǔn)力值之間的傳遞工具的標(biāo)準(zhǔn)測力儀分為兩級,即0.01級和0.03級。根據(jù)力值重復(fù)性R和力值穩(wěn)定度Sb均應(yīng)不大于被檢力標(biāo)準(zhǔn)機的力值不確定度的三分之一的要求,0.01級標(biāo)準(zhǔn)測力儀用于0.03與0.05兩個級別的力標(biāo)準(zhǔn)機的檢定。0.03級標(biāo)準(zhǔn)測力儀用于0.1級力標(biāo)準(zhǔn)機的檢定。為達到此要求,目前需要用相應(yīng)等級的傳感器和相應(yīng)的測試儀表,同時要盡量保證檢定條件和使用條件的一致。檢定和使用條件包括:傳感器的放置方向、加卸荷及讀數(shù)的時間、環(huán)境的溫度濕度等。3.6作為標(biāo)準(zhǔn)力值與一般工作機之間傳遞的標(biāo)準(zhǔn)測力儀分為三級,即0.1級、0.3級和0.5級。0.1級標(biāo)準(zhǔn)測力儀用于檢定力值不確定度為0.5%的試驗機;0.3級標(biāo)準(zhǔn)測力儀用于檢定力值不確定度為1%的試驗機;0.5級標(biāo)準(zhǔn)測力儀用于檢定力值不確定度為2%的試驗機。3.7較小力值的拉力試驗機和彈簧試驗機也可以用其重力測量不確定度小于1×10-3的專用砝碼檢定。3.8根據(jù)量值傳遞理論,在滿足力值檢定系統(tǒng)框圖及上述有關(guān)說明的要求時,各級力值之間的傳遞可以略去其上一級的力值不確定度或其他技術(shù)指標(biāo)對下一級力值不確定度的影響。3.9在檢定系統(tǒng)框圖中,作為標(biāo)準(zhǔn)的靜重式力標(biāo)準(zhǔn)裝置的力值相對擴展不確定度的確定方法同靜重式力基準(zhǔn)機。同時,還需用高精度的傳感器與力基準(zhǔn)機進行比對。對于優(yōu)于0.01級靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機的力值比對結(jié)果,用系數(shù)En評定。若En小于1,則兩臺靜重式測力機的一致性在其不確定度的允許范圍內(nèi)。En的計算見附錄A。3.10對于檢定試驗機的較小力值部分,其檢定是通過校驗杠桿或砝碼來完成的。整個檢定儀器的力值相對擴展不確定度較容易達到1×10-3。4工作計量器具4.1一般材料試驗機主要指用于金屬材料等力學(xué)性能試驗的機器,根據(jù)其技術(shù)指標(biāo)分為兩級,力值相對擴展不確定度不超過1%的機器大部分是傳統(tǒng)的液壓式或機械式材料試驗機,用0.3級標(biāo)準(zhǔn)測力儀進行檢定。力值相對擴展不確定度不超過0.5%的機器大部分是用力傳感器進行力值測量的電子式材料試驗機,用0.1級標(biāo)準(zhǔn)測力儀進行檢定。4.2小力值試驗機主要用于金屬小試樣和非金屬材料的力學(xué)性能試驗?？煞譃槿N方JJG2045—20103法檢定,或是0.3級標(biāo)準(zhǔn)測力儀,或是校驗杠桿,或是標(biāo)準(zhǔn)砝碼。4.3專用試驗機主要指用于建筑、化工等行業(yè)的某些非金屬材料試驗機。由于樣品分散性較大,準(zhǔn)確度不高,故將此類機器的力值相對擴展不確定度降低到2%,用0.5級標(biāo)準(zhǔn)測力儀或是標(biāo)準(zhǔn)砝碼進行檢定。4.4微小力值試驗機一般通過直接施加標(biāo)準(zhǔn)砝碼產(chǎn)生力值。其力值相對擴展不確定度的確定與靜重式力基準(zhǔn)機相同,二者的差異只是前者測量準(zhǔn)確度較低,有些因素不必考慮。4.5有些部門要求用高準(zhǔn)確度試驗機對某些材料進行力學(xué)性能試驗。此類試驗機主要是電子試驗機,力值相對擴展不確定度為0.1%,需用0.03級標(biāo)準(zhǔn)測力儀或是標(biāo)準(zhǔn)砝碼進行檢定。4.6其他測力儀主要指各種不同準(zhǔn)確度、不同原理、不同量程的測力與稱重傳感器。除了少數(shù)0.01級和0.03級的測力儀用靜重式力基(標(biāo))準(zhǔn)裝置檢定外,其余大多數(shù)根據(jù)需要與可能用相應(yīng)的力標(biāo)準(zhǔn)機進行檢定。4.7工作測力儀廣泛應(yīng)用于拉、壓及張力的測量,對其力值重復(fù)性和力值穩(wěn)定度的要求不高,一般為5%。這類儀器可用任何量程合適的力標(biāo)準(zhǔn)裝置檢定。5力值(≤1MN)計量器具檢定系統(tǒng)表框圖(見下表)JJG2045—20104力值(≤1MN)計量器具檢定系統(tǒng)表框圖符號說明:F—力值范圍;Ur—力值相對擴展不確定度(對于基準(zhǔn)k=3,對于標(biāo)準(zhǔn)k=2);R—力值重復(fù)性;Sb—力值穩(wěn)定度;CL—級別udrift=附錄udrift=系數(shù)En的計算方法用比對法進行力值復(fù)現(xiàn)時,測量結(jié)果的相對擴展不確定度按公式(A.1)計算:Uc=2×uc=2×u+uep+uepro+u+u+up(A.1)式中:umac是力基準(zhǔn)機的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,urep是重復(fù)性帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,urepro是旋轉(zhuǎn)效應(yīng)帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,ures是指示儀表分辨率帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,utime是比對的力基準(zhǔn)機與被檢力標(biāo)準(zhǔn)裝置加力時間不同帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,utemp是參加比對的實驗室溫度不同帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。在比對試驗中由于力傳感器輸出信號漂移引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度udrift為:123xA-xA×postprexean(A.2)式中:x、x分別為前后兩次在力基準(zhǔn)機上的試驗數(shù)據(jù),xean為這兩次數(shù)據(jù)的平均值。在力基準(zhǔn)機上測量結(jié)果的相對擴展不確定度Uc,A用式(A.3)計算,其中包含因子等于2。Uc,A=2×+u(A.3)式中:uc,pre、uc,post分別為前