萬(wàn)能拉力機(jī)檢定中產(chǎn)生誤差的原因分析

電子式萬(wàn)能拉力機(jī)檢定的現(xiàn)場(chǎng)、溫度、濕度、振動(dòng)是造成計(jì)量檢定中檢測(cè)數(shù)據(jù)誤差的客觀原因。例如一臺(tái)電子式拉力試驗(yàn)機(jī)，在春、夏、秋、冬因自然天氣的變化，是拉壓力試驗(yàn)機(jī)的機(jī)械連接件及傳感器和標(biāo)準(zhǔn)器發(fā)生蠕變，會(huì)造成計(jì)量檢定數(shù)據(jù)的輕微偏差，這種微小的誤差應(yīng)在長(zhǎng)期的檢測(cè)工作實(shí)踐中把握規(guī)律，不斷探索加以科學(xué)地修正，確保計(jì)量檢定數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。

1.標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀造成的誤差

    目前電子式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)檢定大多采用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀(主要由傳感器及顯示器組成)，這些標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀所特有的量化誤差是造成計(jì)量誤差的直接原因。雖然用于量傳的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀按國(guó)家規(guī)定進(jìn)行周期檢定和實(shí)驗(yàn)室比對(duì)，但由于在長(zhǎng)期的檢定中，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀是動(dòng)態(tài)的，在搬動(dòng)、使用的過(guò)程中自然會(huì)產(chǎn)生磨損和疲勞，因而會(huì)在檢定過(guò)程中造成一定的誤差。因此標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀應(yīng)該加強(qiáng)監(jiān)督控制，加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)工作，在每次搬運(yùn)后應(yīng)該進(jìn)行確認(rèn)、定期不定期進(jìn)行期間核查，每年按照1033計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范進(jìn)行重復(fù)性、穩(wěn)定性試驗(yàn)，確保計(jì)量檢定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。

2.檢定方法造成的誤差

    目前在電子式萬(wàn)能材料拉力機(jī)檢定引用的規(guī)程有:

JJG139--1999《拉力壓力和萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)》檢定規(guī)程、JJG475--2008《電子式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)》檢定規(guī)程、JJG474 -2008《木材萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)》檢定規(guī)程、JJG157--2008《非金屬拉力壓力和萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)》檢定規(guī)程。

 

以上規(guī)程中對(duì)示值誤差、示值重復(fù)性計(jì)算都有兩種方法:

(1)以測(cè)力儀示值為準(zhǔn)

在試驗(yàn)機(jī)上讀數(shù)時(shí)各項(xiàng)誤差按下列公式計(jì)算:

 

(2)以試驗(yàn)機(jī)示值為準(zhǔn)

在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀上讀數(shù)時(shí)各項(xiàng)誤差按下列公式計(jì)算:

 

    上述兩種方法公式結(jié)構(gòu)沒(méi)什么大的變化，但其內(nèi)在的意義大可不同，主要體現(xiàn)在讀數(shù)參考標(biāo)準(zhǔn)不一樣。

    在(1)中是以測(cè)力儀作為標(biāo)準(zhǔn)，只要測(cè)量?jī)x示值到了檢定點(diǎn)時(shí)讀取試驗(yàn)機(jī)上的示值，此方法主要用在壓力試驗(yàn)機(jī)具有力值記錄儀的情況下，不管是手動(dòng)控制加荷速率還是自動(dòng)加荷速率，其優(yōu)點(diǎn)明顯，能夠直觀地看出示值誤差。在目前市場(chǎng)上大部分電子式壓力試驗(yàn)機(jī)都有檢定程序，并且該程序還有調(diào)節(jié)速率的功能，這時(shí)采用此方法更加合理，減少了人為誤差。

    在(2)中是以試驗(yàn)機(jī)示值作為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)試驗(yàn)機(jī)示值達(dá)到了檢定點(diǎn)時(shí)讀取標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀上的示值，此方法主要應(yīng)用在壓力試驗(yàn)機(jī)沒(méi)有檢定程序時(shí)，更多的是有定荷功能，比如定荷200kN，讓其保持穩(wěn)定(1~2)S讀取標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀上的示值。由于定荷是靠數(shù)字閥進(jìn)行采集一反饋控制進(jìn)油量，與電子式壓力試驗(yàn)機(jī)的油路密封程度及數(shù)字閥的精密控制有關(guān)，其產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差較大。例如我們對(duì)30t的壓力試驗(yàn)定荷SOkN，可能我們?cè)?0.08kN讀取數(shù)據(jù)，也可能我們?cè)?9. 88kN讀取數(shù)據(jù)。因此采用(2)中的方法要較為謹(jǐn)慎，要綜合考慮壓力機(jī)的密封性能、數(shù)字閥的精密控制程度。

    在按照計(jì)量檢定規(guī)程進(jìn)行檢定時(shí)，對(duì)于不同種類、不同系列的電子式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，其檢測(cè)的方法是不同的，例如液壓式壓力試驗(yàn)機(jī)、木材萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)、伺服壓力試驗(yàn)機(jī)等等，由于用途不同，種類繁多，規(guī)格型號(hào)都有所差別，控制程序各有千秋，因而在檢定過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生細(xì)小的誤差。

為保證計(jì)量檢定數(shù)據(jù)的真實(shí)準(zhǔn)確，我們計(jì)量檢定人員在檢定工作中要在技術(shù)方面精益求精，不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，把此類誤差縮小到最小。

 

3.計(jì)量檢定人員操作造成的誤差

    在進(jìn)行計(jì)量檢定工作中，每一位檢定人員的業(yè)務(wù)水平是不同的，由于其技術(shù)水平、精細(xì)程度的不同，即使對(duì)同一臺(tái)電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)運(yùn)用同一種計(jì)量檢定規(guī)程進(jìn)行檢定也會(huì)有微小誤差的產(chǎn)生。再則，每個(gè)檢定員在檢定時(shí)候操作進(jìn)油閥的速度控制、讀數(shù)方式有所區(qū)別，有些檢定員能夠?qū)⑦M(jìn)油閥操作至顯示裝置按末位數(shù)字清晰鑒別，有些人讀數(shù)能夠讀取與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀同步數(shù)據(jù)。有些檢定員能夠很好控制進(jìn)油速度，有些人就動(dòng)作大，進(jìn)油忽進(jìn)忽退，由于油罐摩擦力的存在必然會(huì)影響檢定結(jié)果。

 

4.標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀及電子壓力試驗(yàn)機(jī)的充分預(yù)熱、預(yù)壓    目前，檢定員的工作量繁重，對(duì)檢定中前的預(yù)熱、預(yù)壓的做得不夠到位。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀與電子式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)的一大部分由電子元器件組成，對(duì)電子元器件充分預(yù)熱，預(yù)熱時(shí)間是保證標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀與電子式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)示值穩(wěn)定的關(guān)鍵。預(yù)壓能夠消除機(jī)械零件件的摩擦力，在規(guī)程中要求檢定前預(yù)壓三次并非為之過(guò)多。

 

5.試驗(yàn)機(jī)安裝不正確產(chǎn)生的誤差

    試驗(yàn)機(jī)安裝不水平，會(huì)增加各活動(dòng)件之間的摩擦力，影響垂直安裝，從而使檢定數(shù)據(jù)帶來(lái)誤差。在此筆者引用日常檢定工作的一組數(shù)據(jù)(如表1)來(lái)說(shuō)明。

 

    由表1可知，在未調(diào)整水平前標(biāo)定后數(shù)據(jù)檢定是合格的，但只要調(diào)整水平后檢定數(shù)據(jù)就超差。因此在檢定時(shí)，特別是壓力試驗(yàn)機(jī)首次檢定時(shí)一定要檢查壓力機(jī)是否安裝水平。

 

6.上、下壓板及球面未做清潔、研磨工作

    目前，壓力試驗(yàn)機(jī)的工作臺(tái)(上或下工作臺(tái))都具備帶一球頭，其目的是為了消除側(cè)向力。保證壓力試驗(yàn)機(jī)所施加的力與被檢測(cè)物品所受到的力一致，但由于球頭與球座間彌合的不理想，導(dǎo)致事與愿違，造成了壓力試驗(yàn)機(jī)所產(chǎn)生的力未垂直作用于被檢測(cè)試塊，引入了誤差風(fēng)險(xiǎn)。

 

7.被檢壓力試驗(yàn)機(jī)分辨力引起的誤差

    由于被檢壓力試驗(yàn)機(jī)分辨力各不相同，有些是0.1kN，有些是0.01 kN，甚至有些是0.001kN，因此檢定人員對(duì)試驗(yàn)機(jī)讀數(shù)時(shí)可以讀到位數(shù)也各不相同。