张力计校准方法研究

    钢索张力测试数据的准确性影响到飞机、直升机操纵系统的准确性和可靠性。 钢索张力测试仪（以下简称“张力计”）是对各种钢索张力进行测试的设备。 由于钢索的热胀冷缩及张力的松紧程度， 对飞机完成改变角度、转弯、升降等动作都会产生影响。为确保张力计测试的准确性，必须定期对张力计进行校准。

    一、校准方法介绍

   目前，张力计的校准分力传感器式校准、杠杆砝码加载式校准、砝码垂直加载式校准等3种方法。

    1.力传感器式校准方法

    如图1所示，在测量平台上加上标准钢索，通过加力装置使钢索上产生相应的张力，由拉力传感器测得量值经数显设备处理得到张力F₀，作为标准值 ；再在该张力条件下，将被检张力计加到标准钢索上测得张力F，可以得到张力F₀这一检定点的张力计标值偏差ΔF=F-F₀。 经一系列检定点的检定得到被检张力计的修正表，可对张力计的测量数据进行定标及修正，同时根据修正值的变化，来判定该张力计是否处于合格状态。

    2.杠杆砝码加载式校准方法

    如图2所示，在测量平台上加上标准钢索，通过加载砝码调节杠杆得到张力标准值F₀； 在该张力条件下，将被检张力计加到标准钢索上测得张力F， 可以得到张力F₀这一检定点的张力计标值偏差ΔF=F-F₀。 经一系列检定点的检定得到被检张力计的修正表，可对张力计的测量数据进行定标及修正，同时根据修正值的变化来判定该张力计是否处于合格状态。

    3.砝码垂直加载式校准方法

    如图3所示，在测量平台上加上标准钢索，通过加载标准砝码得到张力F₀作为标准值； 在该张力条件下，将被检张力计加到标准钢索上测得张力F， 可以得到张力F₀这一检定点的张力计标值偏差ΔF=F-F₀。 经一系列检定点的检定得到被检张力计的修正表，可对张力计的测量数据进行定标及修正，同时根据修正值的变化来判定该张力计是否处于合格状态。

    二、测量误差和不确定度分析

    1.力传感器式校准方法

    当张力计安装到钢索上后，由于张力计的测量结构特点，如采用调整钢索标准张力值，则此时张力计由于支点处的摩擦阻力的影响，张力计的示值将不随钢索标准张力值调整而变化（或变化很小），这给校准引入了较大的误差。 利用CDI公司TFC-2000型张力计测得的数据分析，其不确定度主要来源包括标准扭矩传感器示值偏差产生的不确定度分量u（M）、力臂长度偏差产生的不确定度分量u（L）、钢索直径偏差产生的不确定度分量u（D）。 最后得出不确定度为0.5%。