试验机检定技术的研究

　　一、前言

　　根据国家有关计量检定规程的规定，拉力、压力和万能试验机的力值检定，可选择使用不同规格和等级的力标准器，其结构形式主要有3种(见表1)。

　　其中，力值砝码作为标准器，具有准确、稳定、方便的优点，但存在不易大量携带，无法改变力作用方向的先天缺陷;百分表式标准测力仪虽然量程宽广、携带方便，但也存在温度影响较大、读数不直观的弊病;数显式标准测力仪是近年来计量人员广泛采用的力标准器之一，不但量程宽广，而且方便携带、单人操作、读数直观，但经仔细研究，发现直接读数是影响测量结果的直接原因。

　　为此，本文针对目前已广泛采用的数显式标准测力仪进行分析研究，找出数显式标准测力仪容易产生的影响测量结果的成因。

　　二、数显式标准测力仪

　　无论是根据JJG139-1999《拉力、压力和万能试验机》检定规程，还是依据JJG157-2008《非金属拉力、压力和万能试验机》检定规程，试验机力值示值相对误差的检定可采用以下两种方法进行：

　　1.以试验机指示值为准，在标准测力仪上读数时，按式(1)计算试验机力值的示值相对误差：

　　式中：D———标准测力仪检定证书上对应检定点的进程示值;Di———进程检定时标准测力仪在检定点的3次示值的算术平均值。

　　2.以标准测力仪检定证书上对应检定点的进程示值为准，在试验机指示装置上读数时按式(2)计算试验机的示值相对误差：

　　式中：F———与标准测力仪检定证书上进程示值对应的试验力;Fi———在检定点试验机3次示值的算术平均值。

　　根据JJG144-2007《标准测力仪》检定规程，标准测力仪检定证书上给出的结果主要为对应各力值检定点的进程示值及其重复性指标和长期稳定性指标。当采用的标准测力仪为数显式的，且计量单位为相应力值单位N或kN或MN时， 无论采用哪种方法检定试验机，均易出现下述错误，下面分别结合两种方法分析说明。

　　(1)已知规格为300kN的0.3级数显式标准测力仪证书上给出的标准数据为D，用第一种方法检定同样规格的1级试验机得到的标准测力仪3次示值的算术平均值Di，如表2所示。

　　可以看出，表2中的相对误差1是根据式(1)计算的正确结果。但是在实际检定过程中，检定员为了方便，往往将数显式标准测力仪的示值当作真值使用，例如将数显式标准测力仪的示值30.00kN当作真值30.00kN使用，而不是将标准测力仪检定证书上对应检定负荷的进程示值30.08kN作为真值30.00kN使用。 相对误差2就是将各检定点负荷当作真值使用， 根据测力仪的示值Di，按照式(1)进行了错误计算，并由此得出试验机检定结果在某些检测点(带*的点)不合格的结论。