電子試驗機的誤差來源分析

戴紅楓

摘 要：電子式試驗機是力學試驗經常使用的設備，是傳統試驗機與電子技術相結合的產物， 可對各種材料進行拉伸、壓縮、彎曲等多項性能試驗。本文分析影響試驗機準確度的因素。

關鍵詞：電子式試驗機 誤差 解決技術

電子式試驗機是力學試驗經常使用的設備，是傳統試驗機與電子技術相結合的產物，是充分發揮了機電各自特長而構成的大型精密測試儀器， 可對各種材料進行拉伸、壓縮、彎曲等多項性能試驗，且有測量范圍寬、精度高、響應快等特點，工作可靠，效率高，可對試驗數據進行實時顯示記錄、打印。作為近幾年出來的計量器具，計量部門在電子試驗機的檢定工作中，應注意以下幾個影響試驗機準確度的因素。

1、主機部分誤差

在電子試驗機的主機部分由于安裝不水平時，將會使工作活塞和工作油缸壁產生摩擦力，從而產生誤差。一般表現為正差，并且隨著載荷的增加，產生的誤差逐漸較小。需要在安裝時 首先檢查試驗機安裝是否水平，對主機用框式水平尺在工作油缸（或立柱）外圈相互垂直的兩個方向找平。

2、負荷傳感器的影響

電子試驗機的主要測量部件是力學傳感器，其技術指標對試驗機的準確度指標影響很大。目前使用的多數是應變式負荷傳感器，影響負荷傳感器性能的指標包括： 準確度、重復性、直線度、滯后、長期穩定性）、蠕變/蠕變恢復、輸出溫度影響等。但試驗機制造廠家往往只關注綜合誤差指標，而容易忽視其他幾個技術指標，造成試驗機的長期穩定性不理想。在實際檢定工作中，檢定人員會發現，一些電子試驗機在標定后數據值非常好，但過一段時間就會出現較大的誤差，這往往就是由于傳感器不穩定造成的。對于這種情況需要更換性能較好的負荷傳感器。

3、標準測力儀偏載的影響

許多電子試驗機的下壓板有自動調心機構，而由于標準測力儀上壓頭一般也都有自動調心機構，在檢定壓向力時，如果下壓板沒有放置水平，就有可能使標準測力儀產生平行傾斜，試驗機的壓力不能垂直地加到標準測力儀上，對于精度較高的被檢試驗機就會對結果有較大的影響。因此，在檢定高等級級試驗機時，是不應該同時使用兩個自動調心機構的。

4、檢定方向的影響

電子試驗機的力值檢定分拉向和壓向兩部分，部分檢定人員認為試驗機的拉、壓向示值誤差數據是相同的，而且由于檢定拉向示值需要連接反向器，或者使用拉向傳感器，特別在檢定力值較大的試驗機時，連接裝置比較復雜，從而會忽略拉向力值的檢定。實際上，傳感器的在不同方向受力時的信號輸出值是不一樣的，因此，對于電子試驗機必須分別檢定拉向和壓向的力值誤差。

5、檢定人員的影響

由于不同的測量人員的分辨力、不良習慣、理論水平不同，在試驗設備已確定的情況下，檢定結果的優劣就完全取決于試驗人員的綜合素質。如果專業知識與理論水平較為欠缺，不經過較好的培訓則很難適應檢定的需求。

6、環境影響誤差

由于傳感器和儀表對溫度、濕度、振動、電源電壓、電磁場比較敏感，實驗室的溫度濕度一定要控制在一定的范圍內，過高的試驗溫度，容易倒是試驗設備的電機、傳感器等發生故障的頻率增加，而室內濕度如果過高的話，又會導致設備生銹。所在的實驗室不能存在震動的現象，震動的產生會對試驗數據產生影響，并且長時間處于這種情況下，會導致傳感器，編碼器等的靈敏度。電源電壓要穩定，不能來回的波動太大，電壓波動太大，電器來回開關，就會導致電器產生故障。

7、故障檢測和排除

對于電子汽車衡來講，故障處理應遵循這樣的步驟；觀察（故障觀察）——分析（故障原因）——檢測（為故障判斷提供依據或對判斷結果加以驗證）——修復（修理或更換）——檢定（系統調試后對其計量性能進行測試）。可根據實際情況選用下列方法判斷：直觀法、替代法、比較法、代碼診斷法。

就稱重傳感器自身的特點通過下列方法檢測、判斷和驗證：1）阻抗判別法：逐個將傳感器的兩根輸出線、輸入線拆掉，用萬用表測試輸出、輸入阻抗和信號電纜各芯線與屏蔽層間的絕緣電阻。如果測試結果達不到合格證上的數值，即可判斷為故障傳感器；2）信號輸出判斷：如果阻抗法無法判斷傳感器的好壞，可用此法做進一步檢查。先給儀表通電，將傳感器的輸出線拆掉。在空秤下用萬用表測量其Mv輸出值。假設額定激勵電壓為U（v），傳感器的靈敏度為M（Mv/V），傳感器的額定載荷F（kg），那么每個傳感器的輸出為U×M×K÷F（Mv）。如果那一只的輸出值超出該計算值過大（理想情況下不存在偏載時應該相等）或不穩定，即可判斷傳感器有故障。

綜上所述，電子試驗機在實際檢定過程中產生誤差的主要是主機部分、負荷傳感器、標準測力儀偏載、檢定方向、檢定人員和環境影響而造成的，因此在工作中我們盡量要避免上述現象的產生。