用于检定洛氏硬度计的数字式1级标准测力仪

　　按国家标准GB/T230·2—2002《金属洛氏硬度试验第二部分:硬度计的校验与校准》中关于总试验力检定要求,总试验力检定用的测力仪须采用GB/T13634—2000《试验机检验用测力仪的校准》中的1级,它相当于JJG112—1992《金属洛氏硬度计》检定规程中的0·2级。由于过去没有这种测力仪,此项检定工作就一直没有正式开展,为此立项研制检定硬度计用的数字式1级标准测力仪,以填补此项空白。测力仪的有效量程可检定洛氏硬度计的A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T全部标尺的总试验力。

　　1　结构原理

　　检定硬度计用的数字式1级标准测力仪(以下简称1级测力仪)的外形见图1,它由:压盖(1)、钢珠(2)、测力元件(3)、位移传感器(4)、与应力成比例应变量由装在底座(5)中的位移给测力元件(3),测力元件(3)在应力的作用下产生应变。按胡克定理:在弹性范围内应变传底座(5)、数字测力仪(6)等组成。检定时试验力F作用在压盖(1)上,通过钢珠(2)位移传感器(4)测量后输给数字测力仪(6)。数字测力仪(6)具有放大、应变应力转换、峰值保持、打印等功能,并有计算机接口。检定结果除了以数字显示应变值外,还可以直接显示力值。测力仪弹性元件,选用高强度弹簧钢60Si2Mn制造,热处理后的硬度为HRC40~45。

　　2　光栅数显测力仪

　　测力仪的测量装置采用光栅数显测力仪。它由光栅位移传感器和数显测力仪组成。光栅数显测力仪集光、机、电、算于一体,采用计量光栅作为长度基准,测量精度高、响应速度快、稳定可靠、使用方便。系统流程见图2。

　　为了克服手工计算力值转换公式中常系数的繁琐,仪器内部设有自动标定处理程序,按说明书规定进行操作即可完成力值的替换。光栅数显测力仪还可用在不同型号的测力仪上。

　　3　校准

　　HR—1500型测力仪在计量院生产的静重式6000N力标准机上进行标定,力标准机的不确定度0·03%。

　　复性R≤0·2% ,进回程相对误差V≤0·3%。测力仪的有效量程可覆盖洛氏硬度A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺所使用的总试验力F和维氏硬度的负荷。

　　洛氏硬度负荷: 588·4N、980·7N、1471·0N

　　表面洛氏硬度负荷: 147·1N、294·2N、441·3N

　　维氏硬度负荷: 98·07N、196·1N、294·2N、1176·8N

　　采用放大功能后量程还可以增加: 29·42N和49·04N两点。

　　4　装置的不确定度

　　按照我国国家检定规程《JJG144—1992标准测力仪》要求,用标准测力机作为标准,用比较法进行检定校准,即得到测量值。