輻條張力儀校準方法研究

摘要：隨著我國經濟的快速發展，對計量儀器的檢定、校準的需求呈現出面廣量大的狀況，但現有的標準儀器和檢定規程、校準規范已遠不能滿足市場的檢定、校準需要，如輻條張力計目前還沒有合適的校準裝置和校準規范，本文著重介紹了輻條張力計的校準裝置和校準方法。

關鍵詞：輻條張力計校準裝置校準方法

0 引言

輻條張力儀(以下簡稱張力儀)被廣泛應用于自行車、電動車生產企業，用于檢測自行車、電動車輻條張力值。計量技術機構在對輻條張力儀進行檢定或校準時，檢測方法一般參照JJG911-1996《鋼絲張力儀檢定規程》。但是該規程中明確規定只適用于被測直徑大于4mm的鋼絲張力儀，而自行車、電動車輻條直徑一般都小于4mm。本文專門針對被測直徑小于4mm，測量范圍在100N~2000N的輻條張力儀的校準裝置和方法進行研究。

1 校準裝置及方法

張力儀校準裝置的工作原理是通過測量鋼絲橫向力來確定鋼絲拉力的，根據杠桿原理，我們設計產生了如圖示的校準裝置，杠桿比為1：1000，精度為1/1000，在大梁上有一個分度值為0.02mm／m的水準儀，平衡錘是為了空載時調整平衡，調整高度是為了加載后平衡調整，砝碼的準確度等級為±1/1000，由一組100N、50N、20N×2、10N組成，試件選用自行車用直徑為10、13、14、15(G)等型號輻條，要求平直不能變形。

校準方法：

①空載調平衡，調平衡錘使大梁上水準儀氣泡處于正中位置；②根據張力儀的校準要求選擇輻條，張力儀調零，在校準范圍內至少選5個測量點，各點大致均勻分布。根據校準點掛砝碼，進行測量，讀取校準值xi，依次校準完各個校準點，重復以上過程每個點連測3次，取其平均值為校準結果，在校準過程中要檢查大梁的平衡度，如不平衡則就調整高度，以保證大梁的平衡。

③校準結果δ由下式計算得到

δ=δi/3

2 輻條張力儀校準結果不確定度的分析

2.1 標準不確定度分量

校準結果的不確定度主要來源有示值測量重復性引入的標準不確定度u1，杠桿比誤差引入的標準不確定度u2 和標準砝碼誤差引入的標準不確定度u3等三部分組成。經分析u2和u3對不確定度的貢獻很小，可以忽略不計，所以校準結果的標準不確定度分量只有測量結果重復性。經實驗得校準結果的重復性：u1=0.015mm

2.2 擴展不確定度的評定

取擴展因子k=2，則擴展不確定度U=ku1=0.03mm

3 校準方法的驗證

由于國內尚沒有專門建立輻條張力計的量值溯源途徑，為驗證本方法的有效性，專門聯系銷售廠商準備三臺新制的輻條張力儀作為試驗樣品。為確保樣品的代表性，三臺輻條張力儀選用不同的品牌，用14G輻條在兩個典型測量點600N和1500N進行試驗驗證，測量數據如下：

從上表數據可以看出，任意兩臺儀器的兩個測量點數據進行比對都滿足：

En=≤1

可以得出本校準方法和校準裝置具備可行性和可靠性。

4 結束語

通過對該輻條張力儀校準裝置的技術性能和測量不確定度的評定分析，該校準裝置和方法能夠滿足輻條張力儀的校準要求。

參考文獻：

[1]JJF1071-2000國家計量校準規范編寫指南.

[2]JJF1059-1999測量不確定度評定與表示.

[3]JJG911-1996鋼絲測力儀檢定規程.