横梁移动位移和移动速度的创新检定方法

    JJG475-2008《电子式万能试验机 》检定规程规定 ，对首次检定的电子式万能试验机应包括横梁移动速度和横梁位移误差的检定，同时还规定检定用标准器具为分辨力为0.01s的秒表、（0～30）mm量程的一级百分表、（0～1）mm的一级千分表和量程为1000mm、误差为±0.2mm的钢直尺等通用简易测量仪器。 我们采用创新的检定方法是如何更好地实现了对横梁移动速度和横梁位移误差的检定。 下面分别针对两种检定方法进行分析比较。

    一、传统检定方法的不足

    传统检定方法的不足主要体现在横梁移动速度的测量误差上。 首先，横梁移动速度的检定是横梁由静止快速增加到设定值保持一段时间后再由设定值迅速减小至零的过程（见图1），整个过程存在T₁和T₂两个临界时间点，因T₁和T₃-T₂的值无法确定，导致设定值保持时间T₂-T₁无法准确计算，只能用T3近似替代，由此造成速度实测值始终小于设定值，给测量带来系统误差δ，进而影响到测量结果的准确判定。

    其次， 用人掐秒表的方式来测量横梁的移动时间，人的反应时间必定引入误差。 资料表明，人的生理反应时间一般大于0.1s， 并且每个人的情况都不一样，反应时间和人的状态、心情有很大的关系，正常人的生理反应时间约为0.15s， 加上拇指从接触秒表按钮到秒表启动的时间约为0.1s，整个人的反应时间误差约为0.25s。 检定中横梁移动时间越短，则人的反应时间对测量结果的影响越大，越容易造成误判。 最后，用秒表、千分表、百分表和钢直尺测量横梁移动速度费时费力，特别在低速测量时尤为明显；同时检测手段略显低档，与客户期望相去甚远，与现代计量检测的要求不相符合。

    二、创新检定方法的优点

    我们在实际检定电子万能试验机的过程中，经过多次探索发现，高精度拉线式位移传感器（增量型编码器）可以实现对电子式万能试验机横梁移动位移和速度的实时准确测量，并与济南开思科技有限公司合作研制出国内首台电子万能试验机速度位移检测仪，实际检定效果良好。 其主要测量原理如下：

    如图2所示，把拉线式位移传感器固定在试验机底座上，钢丝拉线的伸长端头部用强力磁铁固定在横梁上，尽量使钢丝绳垂直于出线口抽出，保持最小角度（≤3°）以确保测量准确度。 当横梁以一定的速度向上移动时，位移传感器将测量信号传输给显示仪表，仪表实时显示当前横梁的移动速度和移动位移值。

    通过大量的试验发现，该种测量方法有以下优点：