線材扭轉(zhuǎn)試驗機砝碼質(zhì)量的量值傳遞及影響量的分析與研究

馬興 郭貴勇

【摘 要】介紹了線材扭轉(zhuǎn)試驗機的工作原理和用途，建立了線材扭轉(zhuǎn)試驗機砝碼質(zhì)量校準結(jié)果的測量模型，分析了各不確定度分量主要來源。結(jié)合測量實例具體數(shù)據(jù)，對其合成不確定度進行分析評定，對各不確定度分量進行計算并得出合成不確定度和擴展不確定度，最終可得出該項目的校準測量能力，為我國鋼鐵和冶金等行業(yè)提供的技術(shù)支撐。

【關(guān)鍵字】線材扭轉(zhuǎn)試驗機;砝碼質(zhì)量;量傳傳遞;影響量;不確定度評定

中圖分類號： TH871 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）33-0089-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.33.043

The Analysis and Research on Performance Impact and Weight Mass Valve Transfer for Wire Torsion Testing Machine

MA Xing1，2 GUO Gui-yong1，2

（1.Fujian Metrology Institute， Fujian Fuzhou 350003， China;

2.Fujian Provincial Key Laboratory of Force Measurement， Fujian Fuzhou 350100， China）

【Abstract】This paper introduces the working principle and application of wire torsion testing machine， establishes the measurement model of the weight mass calibration results of wire torsion testing machine， analyzes the main sources of each uncertainty component， analyzes and evaluates the synthetic uncertainty combined with the concrete data of the measurement example， calculates each uncertainty component， obtains the synthetic uncertainty and extended uncertainty. Finally， the calibration and measurement ability of the project can be obtained. Overall， this paper can provide strong technical support for steel and metallurgy of other industries in our country.

【Key words】Wire Torsion Testing Machine;Weight Mass;Valve Transfer;Performance Impact;Evaluation of Uncertainty

0 引言

線材扭轉(zhuǎn)試驗機是適用于測定直徑（或特征尺寸）為0.1-14.0mm 的金屬線材在單向或雙向扭轉(zhuǎn)中承受塑性變形的能力及顯示線材表面和內(nèi)部的缺陷。試件盡可能平直，必要時需矯直，但不能傷及表面，也不得扭曲試件。為使試件在試驗過程中平直，應施加某種形式的拉緊力，這種拉緊力不得大于試驗線材公稱抗拉強度相應力值的2%，軸向加力采用了砝碼加力。直徑（或特征尺寸）為10mm-14mm的鋼材扭轉(zhuǎn)試驗時，無需施加拉緊力。

1 線材扭轉(zhuǎn)試驗機的校準

線材扭轉(zhuǎn)試驗機的校準是使用高精度標準智能測速頻率計測量線材扭轉(zhuǎn)試驗機的扭轉(zhuǎn)速度，測量三次取其平均值。將計數(shù)器預置于試驗所需次數(shù)，設置高精度標準智能測速頻率計處于計數(shù)測量狀態(tài)，運行線材扭轉(zhuǎn)試驗機，測量運動次數(shù)，測量三次取其平均值。用標準負荷測量儀測量線材扭轉(zhuǎn)試驗機砝碼質(zhì)量各三次，取其平均值。

2 線材扭轉(zhuǎn)試驗機砝碼質(zhì)量測量結(jié)果的不確定度評定

2.1 測量模型：F=F

式中：F——砝碼質(zhì)量

F——砝碼質(zhì)量三次測量值的平均值

2.2 標準不確定度分量的評定

2.2.1 輸入量F的標準不確定度u（F）的評定：其不確定度來源主要是測量重復性引入的不確定度u1（F），可以A類方法評定u1（F）;標準負荷測量儀準確度引入的不確定度u2（F），可以B類方法評定u2（F）。

（1）選取砝碼質(zhì)量，用標準負荷測量儀連續(xù)測量三次，得到的測量值如下表所示：

其所求的平均值：100.2（N）

單次實驗標準偏差：極差法計算（系數(shù)C=1.69）：s=0.1/1.69=0.06（N）

實際測量中是在重復性條件下測量三次，取其算術(shù)平均值為測量結(jié)果。

（2）標準負荷測量儀準確度等級等級為0.2級，所以標準器引入的標準不確定度為：

（3）把u1（F）與u2（F）兩項合成，則uc（F）= =0.12N或ucr（F）=0.12%

2.3 合成標準不確定度的評定

2.3.1 靈敏系數(shù)：由F=F得

2.3.2標準不確定度匯總表，見下表：

2.3.3合成標準不確定度的計算：

2.4 擴展不確定度的評定：取包含因子k=2，則Urel=k·ucr=0.3%

2.5 擴展不確定度的報告與表示

100N砝碼質(zhì)量測量結(jié)果相對擴展不確定度為Urel=0.3%，它是由相對合成標準不確定度ucr=0.12%和包含因子k=2之乘積得到。

3 結(jié)語

保證線材扭轉(zhuǎn)試驗機的準確性，通過對砝碼質(zhì)量校準等方法實現(xiàn)砝碼質(zhì)量量值的溯源性，在鋼鐵和冶金等行業(yè)的質(zhì)量控制中起到重要作用;本文介紹我院對線材扭轉(zhuǎn)試驗機的校準方法和砝碼質(zhì)量的量值傳遞及不確定度評定方法。

【參考文獻】

[1]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局. GB/T 239.1-2012，金屬材料線材第1部分：單向扭轉(zhuǎn)試驗方法[S].北京：中國標準出版社，2012.

[2]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 239.2-2012，金屬材料線材第1部分：雙向扭轉(zhuǎn)試驗方法[S].北京：中國標準出版社，2012.

[3]中華人民共和國機械工業(yè)部.JJG（機械）178-94，線材扭轉(zhuǎn)試驗機[S].北京：機械工業(yè)出版社，1994.