拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的檢定方法初探

陳孚 唐明

吉林市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院 吉林吉林 132013

拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)主要由測(cè)量系統(tǒng)、加力系統(tǒng)和安全保護(hù)裝置組成，主要利用液壓或者機(jī)械等形式把力施加在待測(cè)材料上，進(jìn)而獲取到待測(cè)材料相關(guān)的力學(xué)參數(shù)數(shù)據(jù)信息。對(duì)于拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)而言，其檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確程度至關(guān)重要，直接影響到了試驗(yàn)的最終結(jié)果，因此，要針對(duì)影響拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)鑒定精度的主要因素，采取有效的檢定方法，從而保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。由此可見(jiàn)，對(duì)拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的檢定方法進(jìn)行研究具有重要的意義。

1 拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的工作原理

拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的主要組成部分包括力傳感器、機(jī)架、伺服電機(jī)、微處理器、絲杠、控制計(jì)算機(jī)等等。在試驗(yàn)的過(guò)程中，將由計(jì)算機(jī)控制的伺服電機(jī)當(dāng)作力源，把絲杠當(dāng)作傳動(dòng)部件，并且利用橫梁完成加載以及控制過(guò)程。拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、在使用過(guò)程中沒(méi)有用到液壓油源，易于清潔和維護(hù)[1]。

2 影響拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)檢定精度的主要因素

影響拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)檢定精度的主要因素包括兩個(gè)。第一，安裝的原因。受到多種因素的影響，安裝過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一定的偏差，使得力值的測(cè)試方向和具體的工作方向具有偏差，從而導(dǎo)致同軸度超差，使得拉向檢定數(shù)據(jù)與壓向檢定數(shù)據(jù)之間的結(jié)果不一致；第二，拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。當(dāng)拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)使用超過(guò)一年之后，對(duì)其外觀進(jìn)行檢查可以得知，試驗(yàn)機(jī)的夾具夾頭位置或者萬(wàn)向節(jié)連接的位置存在破損，使得檢定的結(jié)果不準(zhǔn)確。如果在實(shí)際的工作過(guò)程中忽略了夾具的影響，那么同軸度帶來(lái)的誤差也就被忽略了。

由于拉向以及壓向力值的差異性使得不可以利用壓向測(cè)試數(shù)據(jù)代替拉向測(cè)試結(jié)果，為了避免這一問(wèn)題的發(fā)生，可以采取相關(guān)的解決措施。首先，要對(duì)拉壓雙向力值進(jìn)行檢定；其次，根據(jù)用戶的實(shí)際需求進(jìn)行檢定，如果壓向力值的測(cè)試結(jié)果超差，能夠直接進(jìn)行標(biāo)定，然后對(duì)拉向力值進(jìn)行檢定；一旦拉向以及壓向力值的差異較大，意味著拉向空間存在著某些問(wèn)題，必須及時(shí)的進(jìn)行檢測(cè)與調(diào)整再進(jìn)行檢定工作。

3 拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的檢定方法

影響測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的因素包括測(cè)量的重復(fù)性、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀的示值誤差、標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀穩(wěn)定度的誤差以及數(shù)字式拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)指示設(shè)備分辨力引入的誤差等等[2]。

拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)通過(guò)機(jī)械或者液壓的方式施加壓力，可分為0.5 級(jí)、1 級(jí)和2 級(jí)。在檢定的過(guò)程中，根據(jù)《拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程》，將標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀或者傳感器安裝到拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)平臺(tái)當(dāng)中，并且利用拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀施加一定的壓力，獲得和標(biāo)準(zhǔn)力值相對(duì)應(yīng)的拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)負(fù)荷值，重復(fù)三次以上過(guò)程，并且利用三次測(cè)試結(jié)果的平均值與標(biāo)準(zhǔn)力值做減法，從而得到此測(cè)試點(diǎn)拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的示值誤差。

4 拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的檢定精度控制途徑

4.1 設(shè)置合理的加荷速度

對(duì)于拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)而言，其加荷速度是可以控制的，由于檢定過(guò)程中力值是通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制的，因此速度對(duì)拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的整體檢測(cè)效果起到了重要的影響作用。如果拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的加荷速度較快，一旦停止加載之后，受到傳感器滯后等因素的影響，會(huì)使得檢定結(jié)果出現(xiàn)較大的偏差。因此，在利用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀檢定的過(guò)程中，為了在最大程度上降低誤差帶來(lái)的不利影響，拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)應(yīng)該保證加荷速度和其標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀進(jìn)行測(cè)試時(shí)的加荷速度相一致。

4.2 設(shè)備的預(yù)熱

拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)具有較多的電子設(shè)備，所以在檢定之前，需要對(duì)拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的傳感器、儀表和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀等設(shè)備進(jìn)行一定的預(yù)熱，從而確保測(cè)量示值的正確性，最終達(dá)到量值溯源的目標(biāo)。然而在實(shí)際的檢定過(guò)程中，工作人員為了縮短檢定的時(shí)間一般沒(méi)有按照相關(guān)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)熱操作，使得設(shè)備和儀器預(yù)熱不足就開(kāi)始進(jìn)行檢定工作，這樣會(huì)極大的增加測(cè)量誤差，不能保證示值結(jié)果的準(zhǔn)確性[3]。

4.3 正確安裝

在利用拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行檢定工作之前，需要根據(jù)相關(guān)的儀器設(shè)備安裝要求進(jìn)行安裝工作，其中，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀的對(duì)中必須準(zhǔn)確、穩(wěn)定，防止出現(xiàn)傾斜等問(wèn)題，并且在水平以及垂直的方向上要平衡穩(wěn)定；各種儀表以及傳感器等裝置的插件要安裝牢固，并且在測(cè)試的過(guò)程中要保證電子元器件的正常工作，防止出現(xiàn)斷電等問(wèn)題。在檢定的時(shí)候，受到拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)安裝錯(cuò)誤或者標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀對(duì)中不準(zhǔn)確等因素的影響，使得試驗(yàn)機(jī)元器件間的摩擦力不斷的增加，從而給檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性帶來(lái)不利的影響[4]。

5 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的檢定方法的研究，使我們了解到了，拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)與應(yīng)用有著重要的影響。因此，計(jì)量檢定工作人員要充分的考慮到檢測(cè)結(jié)果的影響因素，并且及時(shí)的解決這些問(wèn)題，從而確保測(cè)量結(jié)果的可靠性?？梢酝ㄟ^(guò)設(shè)置合理的加荷速度、設(shè)備的預(yù)熱以及正確安裝等控制手段，提高拉力、壓力和萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的檢定精度，從而保證檢定工作的質(zhì)量及效率。