萬能拉力機檢定中產(chǎn)生誤差的原因分析

電子式萬能拉力機檢定的現(xiàn)場、溫度、濕度、振動是造成計量檢定中檢測數(shù)據(jù)誤差的客觀原因。例如一臺電子式拉力試驗機，在春、夏、秋、冬因自然天氣的變化，是拉壓力試驗機的機械連接件及傳感器和標準器發(fā)生蠕變，會造成計量檢定數(shù)據(jù)的輕微偏差，這種微小的誤差應(yīng)在長期的檢測工作實踐中把握規(guī)律，不斷探索加以科學地修正，確保計量檢定數(shù)據(jù)的真實可靠。

1.標準測力儀造成的誤差

    目前電子式萬能材料試驗機檢定大多采用標準測力儀(主要由傳感器及顯示器組成)，這些標準測力儀所特有的量化誤差是造成計量誤差的直接原因。雖然用于量傳的標準測力儀按國家規(guī)定進行周期檢定和實驗室比對，但由于在長期的檢定中，標準測力儀是動態(tài)的，在搬動、使用的過程中自然會產(chǎn)生磨損和疲勞，因而會在檢定過程中造成一定的誤差。因此標準測力儀應(yīng)該加強監(jiān)督控制，加強維護保養(yǎng)工作，在每次搬運后應(yīng)該進行確認、定期不定期進行期間核查，每年按照1033計量標準考核規(guī)范進行重復性、穩(wěn)定性試驗，確保計量檢定數(shù)據(jù)的準確可靠。

2.檢定方法造成的誤差

    目前在電子式萬能材料拉力機檢定引用的規(guī)程有:

JJG139--1999《拉力壓力和萬能材料試驗機》檢定規(guī)程、JJG475--2008《電子式萬能材料試驗機》檢定規(guī)程、JJG474 -2008《木材萬能材料試驗機》檢定規(guī)程、JJG157--2008《非金屬拉力壓力和萬能材料試驗機》檢定規(guī)程。

 

以上規(guī)程中對示值誤差、示值重復性計算都有兩種方法:

(1)以測力儀示值為準

在試驗機上讀數(shù)時各項誤差按下列公式計算:

 

(2)以試驗機示值為準

在標準測力儀上讀數(shù)時各項誤差按下列公式計算:

 

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

    在(1)中是以測力儀作為標準，只要測量儀示值到了檢定點時讀取試驗機上的示值，此方法主要用在壓力試驗機具有力值記錄儀的情況下，不管是手動控制加荷速率還是自動加荷速率，其優(yōu)點明顯，能夠直觀地看出示值誤差。在目前市場上大部分電子式壓力試驗機都有檢定程序，并且該程序還有調(diào)節(jié)速率的功能，這時采用此方法更加合理，減少了人為誤差。

    在(2)中是以試驗機示值作為標準，當試驗機示值達到了檢定點時讀取標準測力儀上的示值，此方法主要應(yīng)用在壓力試驗機沒有檢定程序時，更多的是有定荷功能，比如定荷200kN，讓其保持穩(wěn)定(1~2)S讀取標準測力儀上的示值。由于定荷是靠數(shù)字閥進行采集一反饋控制進油量，與電子式壓力試驗機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30t的壓力試驗定荷SOkN，可能我們在50.08kN讀取數(shù)據(jù)，也可能我們在49. 88kN讀取數(shù)據(jù)。因此采用(2)中的方法要較為謹慎，要綜合考慮壓力機的密封性能、數(shù)字閥的精密控制程度。

    在按照計量檢定規(guī)程進行檢定時，對于不同種類、不同系列的電子式萬能材料試驗機，其檢測的方法是不同的，例如液壓式壓力試驗機、木材萬能材料試驗機、伺服壓力試驗機等等，由于用途不同，種類繁多，規(guī)格型號都有所差別，控制程序各有千秋，因而在檢定過程中會產(chǎn)生細小的誤差。

為保證計量檢定數(shù)據(jù)的真實準確，我們計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，把此類誤差縮小到最小。

 

3.計量檢定人員操作造成的誤差

    在進行計量檢定工作中，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、精細程度的不同，即使對同一臺電子萬能材料試驗機運用同一種計量檢定規(guī)程進行檢定也會有微小誤差的產(chǎn)生。再則，每個檢定員在檢定時候操作進油閥的速度控制、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)能夠讀取與標準測力儀同步數(shù)據(jù)。有些檢定員能夠很好控制進油速度，有些人就動作大，進油忽進忽退，由于油罐摩擦力的存在必然會影響檢定結(jié)果。

 

4.標準測力儀及電子壓力試驗機的充分預熱、預壓    目前，檢定員的工作量繁重，對檢定中前的預熱、預壓的做得不夠到位。標準測力儀與電子式萬能材料試驗機的一大部分由電子元器件組成，對電子元器件充分預熱，預熱時間是保證標準測力儀與電子式萬能材料試驗機示值穩(wěn)定的關(guān)鍵。預壓能夠消除機械零件件的摩擦力，在規(guī)程中要求檢定前預壓三次并非為之過多。

 

5.試驗機安裝不正確產(chǎn)生的誤差

    試驗機安裝不水平，會增加各活動件之間的摩擦力，影響垂直安裝，從而使檢定數(shù)據(jù)帶來誤差。在此筆者引用日常檢定工作的一組數(shù)據(jù)(如表1)來說明。

 

    由表1可知，在未調(diào)整水平前標定后數(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，特別是壓力試驗機首次檢定時一定要檢查壓力機是否安裝水平。

 

6.上、下壓板及球面未做清潔、研磨工作

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

 

7.被檢壓力試驗機分辨力引起的誤差

    由于被檢壓力試驗機分辨力各不相同，有些是0.1kN，有些是0.01 kN，甚至有些是0.001kN，因此檢定人員對試驗機讀數(shù)時可以讀到位數(shù)也各不相同。