线性回归在自制活塞式压力试验机校定中的应用

　　内容

　　1　前　言

　　工厂一般都采用标准试验机对产品进行力学性能试验,若产品因体积较大或形状特殊,一般的标准试验机无法满足试验要求时,工厂通常就自制框架,购买千斤顶、油压表及油泵组成自制活塞式压力试验机来完成试验。

　　根据活塞式压力试验机原理,我们知道在活塞式压力机工作时,由于活塞与活塞筒之间有一定间隙,当活塞以一定速度下降时,间隙中的液体同时向上流动而溢漏,因而在间隙中流动的液体与下降的活塞之间产生摩擦力,这种摩擦力就是液体对活塞所施加的粘滞摩擦阻力。在压力机的活塞系统中不允许存在机械摩擦阻力。在消除系统误差仅考虑粘滞摩擦阻力情况下,活塞系统油压表的油压值P与千斤顶所承外力F是呈线性相关关系的。

　　工厂一般采用标准测力计(或电子传感器)对自制活塞式压力试验机进行校定,校定时以标准测力计检定证书的千分表读数为准,在自制压力试验机的油压表上读数,而得到所测得的各油压表油压值与标准测力计所测力值的对应关系。工厂根据校定结果来预测新观察值F的办法有两种,一种办法是千斤顶校正系数法,千斤顶校正系数为标准测力计所测力值除以千斤顶活塞面积与油压表油压读数之积,千斤顶校正系数法就是根据校定结果,计算出各油压值所对应的千斤顶校正系数,取各校正系数的算术平均值作为该千斤顶此次校定的检正系数,对于新观察值F的预测为油压表油压值与千斤顶校正系数之积;另一种方法为插值法,即根据校定结果,采用内插法来推断新观察值F。工厂通常采用的校定方法及对校定结果的数据处理存在如下弊病:

　　(1)因为自制压力试验机油压表的读数误差远比标准测力计千分表读数误差大,故在对自制活塞式压力试验机校定过程中,以标准测力计检定证书的千分表读数为准,在油压表上读数,这样在油压表上所读的常常是两小刻度之间的估读值,测量误差较大。

　　(2)自制活塞式压力试验机在设计、制造、安装及使用中可能存在系统误差,而使得校定结果线性关系不显著。工厂所采用的千斤顶校正系数法或插值法,这两种对校定结果数据处理的办法,不能对油压表油压值P与所测外力F的线性假设进行显著性检验,不能很好地预测系统误差及对新观察值F进行误差分析。

　　(3)工厂通常采用的千斤顶校正系数法或内插法,只是简单地对校定结果取算术平均值或内插,难以有效地消除测量中产生的随机误差。

　　在对自制活塞式压力试验机的校定中,若以油压表整刻度读数为准,在标准测力计千分表上读数,并用线性回归方法对校定结果进行数据处理,就能有效地消除上述弊病。