扭矩扳手測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

鄭冬梅（崇左市計(jì)量測(cè)試研究所，廣西　崇左　532200）

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扭矩扳手測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

鄭冬梅
（崇左市計(jì)量測(cè)試研究所，廣西崇左532200）

摘要：扭矩扳手在工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，對(duì)扭矩扳手不確定度進(jìn)行分析，找出影響不確定度的各種因素，并對(duì)不確定度進(jìn)行評(píng)估，評(píng)定結(jié)果可作為相關(guān)使用人員及計(jì)量校準(zhǔn)人員的參考。

關(guān)鍵詞：扭矩板手；檢定；不確定度

扭矩扳手是安裝工程及汽車機(jī)械領(lǐng)域常用安裝、測(cè)試工具。

1 概述

1.1 測(cè)量方法：依據(jù)JJG707-2003《扭矩板子檢定規(guī)程》。

1.2 環(huán)境條件：室溫（20±10）℃，相對(duì)濕度≤85%無影響正常工作的振動(dòng)沖擊，無強(qiáng)電磁干擾，標(biāo)準(zhǔn)器供電正常。

1.3 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：扭矩扳手檢定儀（包括5N·m；50N·m；100N·m；200。

N·m，500N·m扭矩傳感器及測(cè)量?jī)x和加載裝置，準(zhǔn)確度等級(jí)1.0級(jí)）。

1.4 被測(cè)對(duì)象：扭矩扳手型號(hào)ZNB100A，量程100N·m，校準(zhǔn)范圍20N·m～100N·m，生產(chǎn)廠東方儀器廠，準(zhǔn)確度等級(jí)3級(jí)，校準(zhǔn)點(diǎn)20N·m、60N·m、100N·m。

1.5 測(cè)量過程

開機(jī)穩(wěn)定，選定順時(shí)針加載方向，將扭矩扳手扳接頭同軸連接到標(biāo)準(zhǔn)器的承扭孔內(nèi)，預(yù)扭后調(diào)整扭矩標(biāo)準(zhǔn)器即被測(cè)扳手的零位，在扳手的把手部位平穩(wěn)加力，加力方向應(yīng)垂直于扳手的把手機(jī)扭矩的矢量方向，加力至選定的扭矩值，重復(fù)5次。

2 數(shù)學(xué)模型

式中：

e—扭矩扳手的示值誤差N·m；

MM—扭矩扳手的示值 N·m；

M—扭矩標(biāo)準(zhǔn)器對(duì)被測(cè)扳手測(cè)量值的平均值N·m。

3 不確定度來源

（1）標(biāo)準(zhǔn)器扭矩扳手檢定儀示值誤差；

（2）扭矩扳手刻線及估讀誤差；

（3）扭矩扳手和校準(zhǔn)裝置連接方式施扭位置帶來的測(cè)量誤差；

（4）扭矩扳手測(cè)量示值的測(cè)量重復(fù)性。

4 不確定度評(píng)定

4.1 由扭矩扳手檢定儀的最大允許誤差為±1%，假設(shè)其為均勻分布，按此假設(shè)計(jì)算其不確定度，所以

對(duì)應(yīng)測(cè)量點(diǎn)u（MM120 N·m）＝0.12N·m；u（MM160N·m）＝0.35N·m；u（MM1100N·m）＝0.58N·m

表1

4.2 由扭矩扳手刻線讀數(shù)誤差估算的不確定度分量

依據(jù)檢定規(guī)程JJG707-2003《扭矩扳手》，3級(jí)指針式扳手分度值不得小于65，實(shí)際分度值100，取其20%滿量程點(diǎn)點(diǎn)，讀數(shù)誤差估計(jì)為±0.1分度，均勻分布，得

對(duì)應(yīng)測(cè)量點(diǎn)u（MM220 N·m）＝0.06N·m；u（MM260N·m）＝0.17N·m；u（MM2100N·m）＝0.29N·m。

4.3 扭矩扳手和校準(zhǔn)裝置連接方式；施扭位置（施力點(diǎn)，施力方向）帶來的測(cè)量誤差的不確定度分量

一般文獻(xiàn)對(duì)不確定度評(píng)定，此項(xiàng)誤差沒有評(píng)估。測(cè)量中發(fā)現(xiàn)扭矩扳手和校準(zhǔn)裝置連接方式；施扭位置（施力點(diǎn)，施力方向）的變化，會(huì)給測(cè)量帶來誤差，誤差約為0.2%，均勻分布，不確定度為：

對(duì)應(yīng)測(cè)量點(diǎn)u（MM320 N·m）＝0.02N·m；u（MM360N·m）＝0.07N·m；u（MM3100N·m）＝0.11N·m。

4.4 扭矩扳手測(cè)量示值的測(cè)量重復(fù)性

M的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（M），此為A類不確定度評(píng)定。

重復(fù)10次，得單次測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差S（m1）。

對(duì)應(yīng)測(cè)量點(diǎn)u（M20N·m）＝0.07N·m； u（M 60N·m）＝0.09N·m；u（M 100 N·m）＝0.20N·m。

5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度一覽表（表1）6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

20 N·m測(cè)量點(diǎn)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

60 N·m測(cè)量點(diǎn)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

100N·m測(cè)量點(diǎn)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

7 擴(kuò)展不確定度

（取k＝2）

20N·m測(cè)量點(diǎn)擴(kuò)展不確定度

（取k＝2）

60N·m測(cè)量點(diǎn)擴(kuò)展不確定度

（取k＝2）

100N·m測(cè)量點(diǎn)擴(kuò)展不確定度

（取k＝2）

參考文獻(xiàn)

[1] JJG707-2014，扭矩板手檢定規(guī)程[S].

[2] GB/T15729-2008，扭力扳手通用技術(shù)條件[S].

中圖分類號(hào)：TH823

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A