扭矩扳子检定仪加载系统误差分析

　　随着我国制造业的崛起,扭矩扳子作为生产线上用来控制装配准确度、保障产品质量的重要计量器具,在航空、航天、汽车、石油、摩托车、船舶、模具等行业中得到了越来越广泛的应用。因此,扭矩扳子的计量检定工作的重要性就显得尤为突出了。目前,国内为生产扭矩扳子检定装置的企业有很多家,产品质量也参差不齐,其中扭矩测量仪的准确度等级往往更为人们所关注,而加载装置所引起的误差在实际中经常被人们所忽视,但事实上它所引起的误差可能更大,本文即重点讨论加载装置对测量结果的影响。

　　1　扭矩扳子的分类与原理

　　常见扭矩扳子可分为定值式和非定值式两种:定值式扭矩扳子有时也称为响声式,使用前先设定好一个扭矩值,使用时达到预设值后,扳子自动打滑,同时释放扭矩,并发出“咔”的响声,提示操作者应停止加载。

　　非定值式扭矩扳子可以理解为是一个简易的扭矩测量仪,使用表盘或者数字显示屏来显示施加的扭矩值,检定时将扳子示值与标准值比对即可。

　　2　常见的扭矩扳子检定装置的结构

　　扭矩扳子检定装置通常包括三部分组成:扭矩测量仪、扭矩传感器和加载工作台,其中检定证书一般只给出前两者的组合准确度,一般为0·3级到0·5级,这个准确度对于校准1~10级的扭矩扳子显然是够用了,然而加力工作台引入的误差却往往被忽略了,实验证明,这部分的引入误差有时可以达到5%,远远高于标准器具的不确定度,因此提高扭矩扳子量传准确可靠的关键因素就在于选择一种什么样的结构,尽可能减小加载装置所带来的误差。

　　现在被各个厂家所选用的加载结构主要有丝杠推拉式和转轴式两种,下面将分别对这两种结构进行讨论分析。

　　3　扭矩扳子检定装置误差分析

　　3·1　误差分析前的几点假设

　　本文只讨论加载装置对测量所带来的误差,为了简化模型,进行如下几点合理假设:

　　(1)假设扳子本身的刚性足够。

　　现在市场上很多扭矩扳子生产厂家为了降低成本,减少扳子用料,使得扳子本身刚度不够,未达到标称值时就已产生明显变形,由此带来的误差属于扳子自身质量问题,不在本文讨论之列。

　　(2)扭矩传感器自身抵抗弯矩的能力足够。国内目前扭矩传感器的性能也是参差不齐,有些扭矩产品并没有抵抗侧向力和弯矩的能力,而扳子检定中,侧向力的干扰又是不可避免的,在分析中认为传感器具有这方面的技术,附加弯矩不会带来明显误差。

　　(3)扳子检定在水平方向进行,排除自重影响。

　　3·2　丝杠式扭矩扳子检定装置的系统误差分析