JJF(有色金屬)-平面雙軸試驗系統(tǒng)校準規(guī)范

JB/T4278.1—××××PAGE10平面雙軸試驗系統(tǒng)校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于平面雙軸試驗系統(tǒng)（以下簡稱試驗系統(tǒng)）的校準。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件：GB/T16825.1-2022靜力單軸試驗機的檢驗與校準第1部分：拉力和（壓力）試驗機測力系統(tǒng)的檢驗與校準GB/T3075-2021金屬材料疲勞試驗軸向力控制方法GB/T25917.1-2019單軸疲勞試驗系統(tǒng)第一部分：動態(tài)力校準JJG475-2008電子式萬能試驗機JJG556-2011軸向加力疲勞試驗機凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本規(guī)范。3術語和計量單位3.1術語3.1.1循環(huán)力以某種波形進行周期性變化的力。3.1.2平均循環(huán)力循環(huán)力峰值和循環(huán)力谷值的代數(shù)平均值。3.1.3循環(huán)力范圍循環(huán)條件下，力的波峰值和波谷值之差。3.1.4循環(huán)力幅施加在平均循環(huán)力上的循環(huán)力值，為循環(huán)力范圍之半。3.1.5循環(huán)力頻率力循環(huán)試驗中，每秒鐘內循環(huán)力變化的周期數(shù)。3.1.6作動器位移伺服作動系統(tǒng)中的作動筒伸出與縮回的行程。3.2量的符號、單位與定義本規(guī)范所使用量的符號、單位與定義見表1。表1量的定義與符號符號單位定義NNNNNNN循環(huán)力試驗時，施加的平均循環(huán)力N的最大力N的最小力NNN循環(huán)力試驗時，施加的循環(huán)力范圍N循環(huán)力試驗時，施加的最大循環(huán)力范圍%%%%%%mmmm/min4概述平面雙軸試驗系統(tǒng)是指采用電液伺服的激振方式，通過控制伺服作動系統(tǒng)，可對材料各同向性和異向性進行分析，實現(xiàn)雙軸載荷加載的力學性能測試設備。平面雙軸試驗系統(tǒng)廣泛應金屬材料雙軸載荷測試、非金屬材料雙軸載荷測試。一般由控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、伺服作動系統(tǒng)、液壓夾具以及應變測量裝置等部分組成。5計量特性試驗系統(tǒng)計量特性見表2。表2試驗系統(tǒng)計量特性序號項目要求1受力同軸度8%*2±1.0%3相對分辨力0.5%4回零差±0.5%5±1.0%61.0%7±1.5%±2.0%2.0%±2.0%2.0%伺服作動系統(tǒng)作動筒位移±0.5%伺服作動系統(tǒng)作動筒速度±1.0%*為試驗系統(tǒng)同軸度的最低要求，實際校準時應根據(jù)試驗方法要求的不同，按用戶需要確定此項目指。6校準條件6.1環(huán)境條件校準溫度范圍應為（20±10）℃，相對濕度不大于80%，溫度波動不大于2℃/h。6.2測量標準及其他設備技術要求 試驗系統(tǒng)的測量標準及其他設備技術要求見表3。表3測量標準及其他設備技術要求序號測量標準技術要求校準項目1同軸度校驗棒符合要求受力同軸度2同軸度測試儀1級3標準測力儀0.1級4數(shù)顯千分尺最大允許誤差±0.02mm伺服作動系統(tǒng)作動筒位移5電子秒表分辨力0.01s伺服作動系統(tǒng)作動筒速度注：也可采用滿足校準要求的其它校準設備進行校準。7校準項目和校準方法7.1校準項目校準項目見表2。7.2校準方法7.2.1通用技術要求檢查采用目測和手動方式進行檢查。7.2.2受力同軸度首先校準上、下夾頭的受力同軸度，將同軸度校驗棒安裝并調整合適位置后，對同軸度校驗棒施加試驗系統(tǒng)最大力的1%的力，此時將同軸度測試儀清零，施加力至試驗系統(tǒng)最大力的10%，對同軸度校驗棒進行至少2次預拉。預拉完成后，對同軸度校驗棒施加試驗機最大力的1%的力，此時將同軸度測試儀清零，再緩慢以遞增方式施加力至試驗系統(tǒng)最大力的4%、6%、8%、10%點，逐點讀取并記錄同軸度測試儀上的同軸度數(shù)值。上、下夾頭的受力同軸度校準完成后，用同樣方法校準左、右夾頭的受力同軸度。7.2.3零點漂移試驗系統(tǒng)開機預熱后，調整零點，觀察并記錄15min內試驗系統(tǒng)零點的變化。按公式（1）計算零點漂移Zd。（1）式中：Zd—試驗系統(tǒng)零點漂移，%；F0d—15min內，試驗系統(tǒng)零試驗力示值變化的最大值，N；FL—靜態(tài)力的測量范圍下限值，N。7.2.4相對分辨力試驗系統(tǒng)的力指示裝置的相對分辨力a由公式（2）計算。（2）式中：a—試驗系統(tǒng)力指示裝置的相對分辨力，%；r—試驗系統(tǒng)力指示裝置的分辨力，N；FL—靜態(tài)力的測量范圍下限值，N。7.2.5回零差試驗系統(tǒng)的回零差f0由公式（3）計算。（3）式中：f0—回零差，%；F0—卸除試驗力后，試驗系統(tǒng)最大殘余力值，N；FL—靜態(tài)力的測量范圍下限值，N。7.2.6靜態(tài)力在試驗系統(tǒng)滿量程的20%～100%范圍內，可選擇20%、40%、60%、80%、100%等作為校準點，對于測量下限值小于20%滿量程的試驗系統(tǒng)，應選擇10%、5%、2%作為校準點。試驗系統(tǒng)的測量下限應不小于滿量程值的2%。首先將標準測力儀安裝在上、下夾頭，并調整至合適位置，放置足夠的時間，使其達到穩(wěn)定的溫度。校準前應調好零點，校準時加卸力應平穩(wěn)、緩慢。緩慢預加量程上限的最大力3次，并卸回至零負荷。逐級遞增施加力，校準進程，逐級遞減卸除力，校準回程。重復此過程至少3次。然后將標準測力儀安裝在左、右夾頭，重復上述過程。校準時以試驗系統(tǒng)力指示裝置為準，讀取標準測力儀示值，試驗系統(tǒng)的靜態(tài)力示值相對誤差、示值重復性分別按照公式（4）、公式（5）計算。（4）式中：δs—靜態(tài)力示值相對誤差，%；FD—試驗系統(tǒng)力的示值，N；`FS—校準裝置示值算術平均值，N。（5）式中：Rs—靜態(tài)力示值重復性，%；Fsmax—校準裝置示值最大值，N；Fsmin—校準裝置示值最大值，N；`FS—校準裝置示值算術平均值，N。7.2.7循環(huán)力首先選擇循環(huán)力級，按表4、表5給出的平均循環(huán)力比和循環(huán)力范圍比，對平均力級和循環(huán)力級進行校準。也可以僅在一個平均循環(huán)力下進行循環(huán)力的校準，此時，F(xiàn)m/Fmax=0。表4平均循環(huán)力比和循環(huán)力范圍比-0.6-0.4-0.20.00.20.40.60.20.20.20.20.20.20.20.40.40.40.40.40.40.40.60.60.60.60.60.80.80.81.0表5平均循環(huán)力比和循環(huán)力范圍比0.00.020.050.10然后進行頻率的選擇，若試驗系統(tǒng)僅使用幾個特定的工作頻率（離散的），則循環(huán)力僅在這幾個特定的工作頻率下校準；若試驗系統(tǒng)在一個變化的頻率范圍內使用，則選取3個頻率（包括該頻率范圍的下限和上限）作為循環(huán)力的校準頻率。也可以根據(jù)客戶要求的頻率進行校準。對循環(huán)力校準裝置的采樣頻率進行設置，其采樣頻率至少為校準頻率的50倍。逐個頻率、逐個力級地施加循環(huán)力。每個頻率和力級下，在指示裝置的示值穩(wěn)定后，讀取10個連續(xù)循環(huán)周期的循環(huán)力峰值示值和循環(huán)力谷值示值，并按公式計算各個頻率及循環(huán)力級下的循環(huán)力范圍平均值和循環(huán)力峰值平均值。以試驗系統(tǒng)力指示裝置為準，在力校準裝置上進行讀數(shù)，按照公式（6）、公式（7）、公式（8）、公式（9）計算試驗系統(tǒng)循環(huán)力范圍示值相對誤差、循環(huán)力范圍示值重復性、循環(huán)力峰值示值相對誤差和循環(huán)力峰值示值重復性。（6）式中：δR—循環(huán)力范圍示值相對誤差，%；FCp—試驗系統(tǒng)循環(huán)力峰值示值，N；FCv—試驗系統(tǒng)循環(huán)力谷值示值，N；`FR—校準裝置指示的平均循環(huán)力范圍，N。（7）式中：RR—循環(huán)力范圍示值重復性，%；Fpj—第j個力循環(huán)時，校準裝置的循環(huán)力峰值示值，N；Fvj—第j個力循環(huán)時，校準裝置的循環(huán)力谷值示值，N；`FR—校準裝置指示的平均循環(huán)力范圍，N。（8）式中：δp—循環(huán)力峰值示值相對誤差，%；FCp—試驗系統(tǒng)循環(huán)力峰值示值，N；`Fp—校準裝置指示的峰值算術平均值，N；`FR—校準裝置指示的平均循環(huán)力范圍，N。（9）式中：Rp—循環(huán)力峰值示值重復性，%；Fpmax—校準裝置循環(huán)力峰值示值最大值，N；Fpmin—校準裝置循環(huán)力峰值示值最小值，N；`FR—校準裝置指示的平均循環(huán)力范圍，N。7.2.8伺服作動系統(tǒng)作動筒位移使用磁性表座將數(shù)顯千分表固定在試驗系統(tǒng)合適的位置，調整數(shù)顯千分表使其觸頭表面與試驗系統(tǒng)中和作動筒相連接的夾頭表面接觸，根據(jù)作動筒行程，在其行程范圍內均勻選擇3點進行校準，每點校準3次。調整磁性表座和千分表位置，分別完成上、下夾頭和左、右夾頭位移的校準。7.2.9伺服作動系統(tǒng)作動筒速度在7.2.8的基礎上配合電子秒表，完成伺服作動系統(tǒng)作動筒速度的校準。8校準結果表達校準原始記錄參考格式見附錄A，校準證書參考格式見附錄B。校準結果應在校準證書上反映。校準證書應至少包括以下信息：a)標題：“校準證書”；b)實驗室名稱和地址；c)進行校準的地點（如與實驗室的地址不同）；d)證書的唯一性標識，每頁及總頁數(shù)的標識；e)客戶的名稱和地址；f)被校對象的描述和明確標識；g)進行校準的日期，如果與校準結果的有效性和應用有關時，應說明被校對象的接收日期；h)校準所依據(jù)的技術規(guī)范的標識，包括名稱及代號；i)本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明；j)校準環(huán)境的描述；k)校準結果及測量不確定度的說明；l)對校準規(guī)范的偏離的說明；m)n)校準結果僅對被校對象有效的聲明；o)未經(jīng)實驗室書面批準，不得部分復制證書的聲明。9復校時間間隔建議復校時間間隔為1年。試驗系統(tǒng)使用頻繁時應適當縮短周期，在使用過程中試驗系統(tǒng)經(jīng)過修理、更換重要部件的應重新校準。

附錄A校準原始記錄參考格式原始記錄編號證書編號送校單位校準依據(jù)被校設備信息器具名稱出廠編號型號/規(guī)格設備編號制造廠家校準地點環(huán)境條件℃%RH測量標準信息名稱型號編號測量范圍測量不確定度/準確度等級/最大允許誤差證書編號有效期至校準結果附錄B校準證書內頁參考格式校準證書編號：××××校準結果校準項目測量值校準結果的不確定度（k=2）

附錄C平面雙軸試驗系統(tǒng)力值示值誤差測量不確定度評定示例C.1概述本附錄以平面雙軸試驗系統(tǒng)力值示值誤差為示例，對其進行測量不確定度評定。其他校準項目可參照本附錄作類似評定。C.1.1測量依據(jù)依據(jù)平面雙軸試驗系統(tǒng)校準規(guī)范。C.1.2被測對象選用量程為100kN的平面雙軸試驗系統(tǒng)作為被測對象。C.1.3測量方法及主要設備標準測力儀，測量范圍（10~100）kN，0.1級。使用標準測力儀對平面雙軸試驗系統(tǒng)的50kN點力值進行測量。將標準測力儀與校平面雙軸試驗系統(tǒng)同軸相連，沿軸向施加力值至校準載荷，完成三次預施加力值，施加力值時應平緩，避免沖擊，待校準點穩(wěn)定后讀取并記錄顯示值。C.2測量模型及不確定度來源分析C.2.1測量模型被校力值示值誤差的測量模型為：?e式中：?e——力值示值誤差，%；Em——試驗系統(tǒng)力值示值，kN；Es——標準測力儀示值，kN。C.2.2測量結果不確定度的主要來源分析力值示值誤差測量結果不確定度的主要來源：（1）測量重復性引入的標準不確定度u1；（2）試驗系統(tǒng)分辨力引入的標準不確定度u2；（3）標準器引入的標準不確定度u3C.3平面雙軸試驗系統(tǒng)力值示值誤差測量不確定度的評定C.3.1測量重復性引入的標準不確定分量u1通過連續(xù)測量得出測量數(shù)列，對平面雙軸試驗系統(tǒng)50kN點力值重復測量10次，結果見表C.1，由貝塞爾式計算其標準偏差s，屬A類不確定度分量。表C.1測量結果校準點/kN測量結果/kN12345678910平均值/kN5050.02050.03250.05150.03450.02950.05650.04550.02150.02250.02550.034由測量數(shù)據(jù)計算得到其標準偏差： 實際測量以3次測量值作為測量結果，則重復性引入的標準不確定度分量：uC.3.2試驗系統(tǒng)分辨力引入的標準不確定度分量u試驗系統(tǒng)的分辨力為0.001kN，服從均勻分布，取，則分辨力引入的標準不確定度分量：uC.3.3標準器引入的標