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JJG1116-2015《叠加式力标准机检定规程》解读

2016-5-18 17:01:08  来源:中国计量测控网 
字号: 13号字 16号字

  JJG753-1991《叠加式力标准机检定规程》于1991年颁布。2001年,出于精简规程数量的要求,叠加式、液压式、静重式、杠杆式四类力标准机合并入JJG734-2001《力标准机检定规程》,并一直执行至今。

  叠加式力标准机(以下简称“叠加机”)使用力传感器复现力值,其他类力标准机使用砝码复现力值,因此叠加机的原理及结构和其他三类力标准机有本质区别,需要检定和关注的技术指标也不同。

  现规程在内容上偏于笼统,针对叠加机的检定方法缺少针对性,容易引起混乱和争议,在执行过程中遇到诸多问题。此外,随着叠加式力标准机在全国的普及,经过十几年的发展和实践,对其检定也有待修订和完善。本规程将有关叠加机的内容从JJG734-2001中分离出来并加以完善。单独制定JJG1116-2015《叠加式力标准机检定规程》,有利于检定工作的开展,有利于叠加机的规范发展。

  一、修订的主要内容

  1.修改了标准测力仪技术要求

  JJG734-2001中,要求标准测力仪长期稳定度不超过被检力标准机等级的1/2,造成部分指标与检定系统表要求的标准测力仪级别指标冲突。以检定0.03级力标准机为例,应使用0.01级标准测力仪检定,0.01级标准测力仪长期稳定度不能超过±0.01%,而不是±0.015%。JJG734-2001对标准测力仪的要求不能低于检定系统表对标准测力仪的要求。根据目前力传感器的技术水平提出标准测力仪的技术要求,修改后的标准测力仪技术要求如表1所示。

  

缺插图!

   表1 标准测力仪技术要求

  2.修订和增加了首次检定前叠加式力标准机应具备的技术信息

  (1)将参考标准证书类型由检定证书改为校准证书,在后续检定中不再需要参考标准证书。删除了“出厂合格证书”项,增加了“参考标准出厂说明书”项。增加了蠕变指标的要求(见表2)。

  参考标准的蠕变是影响叠加机复现力值的因素之一,因此提出了蠕变指标的要求,该指标可由参考标准校准证书或者参考标准出厂说明书提供。JJG144-2007《标准测力仪检定规程》不包含蠕变指标,因此并不完全适用于叠加机参考标准的考核,蠕变依照JJG391-2009《力传感器检定规程》进行检测,技术指标如表2所示。

  

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   表2 注:*叠加机具有上次校准证书的,不要求该项指标。

  由于叠加机合格与否需要经过检定,厂家不具备检定的能力和资质,因此删除“出厂合格证书”项。

  (2)增加了长期稳定度的考核

  叠加机作为使用力传感器复现力值的力标准机,存在长期稳定度的影响因素,在没有考核该项指标的情况下,首次检定不能给出检定证书。首次检定前,应满足下列条件之一:

  ①具备叠加机上次校准证书,上次校准和首次检定时间间隔不少于6个月。

  ②具备至少两次参考标准校准证书,校准时间间隔不少于6个月,参考标准长期稳定度依照JJG144-2007进行考核,应满足表2的要求。

  3.修改了叠加式力标准机的准确度等级

  力传感器技术现状决定了大小量程力传感器准确度级别不同,相对大量程(>1MN)力传感器,小量程(≤1MN)力传感器准确度级别更高,这也决定了叠加机需要以1MN为界分别定级。量程≤1MN的叠加机准确度等级有0.03级、0.05级和0.1级;量程>1MN的叠加机准确度等级有0.05级和0.1级。

  4.删除了上下拉头同轴度的要求

  叠加式力标准机上下拉头包括螺纹式、柱销式等不同结构形式,采用检验棒测量力标准机上下拉头同轴度时,要加工与力标准机和检验棒连接的拉头,拉头的加工质量直接影响同轴度指标。力标准机在检定拉向测力仪时,需要根据拉向测力仪的拉头形状和尺寸加工相应的联接件,测量力标准机同轴度时所用的拉头和力标准机检定拉向测力仪时所用的拉头不同,不同的拉头会对力标准机的同轴度带来影响。另外,在实际检定中,力标准机上下拉头同轴度的测量也比较难以操作。考虑到测量方法和实际检定中的可操作性,本次规程修订中取消了上下拉头同轴度的检定。

  5.增加了方位误差指标

  叠加机使用力传感器复现力值,方位误差是力传感器的特性之一,因此引入了“方位误差”的问题。叠加机通过标准测力仪转角定度,其量传的对象大部分是0.3级和0.1级测力仪,在量传时不进行转角,此时需要考虑被检测力仪与参考标准相对方位带来的影响,特别是头对头结构的叠加机。

  目前部分叠加机存在力值示值误差合格但方位误差较大的现象,造成检定结果不确定度较大,不仅增加了符合性评定误判的风险,也会影响下一级量传。当叠加机出现方位误差较大的现象时,需要查找原因并进行调整。因此,JJG1116-2015对叠加机检定时的方位误差进行了规定,如表3所示。

  

缺插图!

   表3

  6.进行力值误差检定时,转角方位除了4个角度的选择,增加了3个角度的选择。

  与标准测力仪检定规程中的转角方位保持一致。

  7.对于使用回程的叠加机,检定项目恢复了回程的检定。

  部分叠加机在实际工作中需要使用回程,由于力传感器进回程差的存在,因此需要增加回程的检定。力传感器回程特性不完全等同于进程特性,且不同的回程起始点有不同的回程特性曲线,因此叠加机在使用回程时应和检定时保持一致。

  8.修改了负荷波动性的描述和计算方法,增加了计算公式。

  JJG753-1991的描述为“分别计算观测到的标准测力仪输出的最大值、最小值和其全部输出的平均值的相对偏差”,此处的“全部输出”定义不明确。本次修订改为“……待叠加机的力值稳定后记录标准测力仪输出值Xf,同时开始观测标准测力仪读数,观测时间为30s。记录观测到的标准测力仪输出值的最大值Xmax和最小值Xmin”。负荷波动性按式(1)计算:

  

缺插图!

  9.增加了初负荷鉴别力计算公式

  对叠加机初负荷鉴别力进行检定时,在标准测力仪上施加叠加机各量程段的初负荷(第一级负荷),负荷稳定后继续施加微量负荷,使叠加机示值产生一个增量,标准测力仪的显示应有明显变化。

  叠加机示值增量按式(2)计算:

  

缺插图!

  式中:ΔF——叠加机示值增量;Fl——叠加机各量程段初负荷;r′——叠加机鉴别力要求。

  注:同一参考标准分成不同量程段时,初负荷鉴别力在最小量程段检测。

  二、检定中需要注意的问题

  参考标准是叠加机的核心部件,是叠加机复现力值的主要影响因素,但非唯一影响因素。叠加机首次检定前需要满足一、2中的两个条件之一,第1条对叠加机整机的长期稳定度进行了考核,第2条只对参考标准的长期稳定度进行了考核。为确保首次检定合格,推荐优先选择第1条。在其他影响量得到有效控制的前提下,可以选择第2条。

  力值示值误差是叠加机的核心指标,合格的叠加机需要在整个检定周期内保持力值示值误差满足要求。对叠加机力值调整后再开始检定的做法实际体现的是力值重复性,而不是力值示值误差,因此检定前禁止调整叠加机力值。根据叠加机未调整时的检定结果进行合格判定,随后允许重新定度,使叠加机处于最佳状态。

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