扭矩扳子檢定裝置測量不確定度的評定

侯小美

(陜西航空電氣有限責(zé)任公司，陜西 興平 713107)

0 引言

扭矩扳子在企業(yè)中是重要的計量器具，保障公司產(chǎn)品在裝備過程中質(zhì)量和可靠性方面起著重要作用。為了保證扭矩扳子量值傳遞準(zhǔn)確、可靠，建立了扭矩扳子檢定裝置。

1 扭矩扳子檢定裝置的組成

由扭矩傳感器、扭矩測試儀、扭矩源發(fā)生裝置(扭矩加載機(jī)構(gòu))組成。

2 測量方法及測量依據(jù)

建立的扭矩扳子檢定裝置型號為NJY-800，配備了5個扭矩傳感器，量程為(0.1～1.4)N·m、(1～5.6)N·m、(5～45)N·m、(20～113)N·m、(100～812)N·m，準(zhǔn)確度等級為：0.3級。

1)測量方法：采用直接比較法。

2)測量依據(jù)：JJG707-2014《扭矩扳子檢定規(guī)程》。

3 建立數(shù)學(xué)模型

(1)

式中，e為扭矩扳子的示值誤差，單位N·m

M為檢定點扭矩扳子的示值誤差，單位N·m

4 測量不確定度來源

扭矩扳子檢定裝置測量不確定度來源主要有：①測量重復(fù)性。②上級標(biāo)準(zhǔn)傳遞增。③扭矩儀示值不準(zhǔn)確。

5 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

1)輸入量M的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(按A類方法評定)。本裝置配置了5個不同量程的傳感器，用本套標(biāo)準(zhǔn)分別對不同量程的數(shù)顯扭矩扳子在相同條件下進(jìn)行6次重復(fù)測量，測量點分別為0.4 N·m、2 N·m、30 N·m、100 N·m、500 N·m，按公式(2)進(jìn)行計算各測量點重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

(2)

各測量點的測量數(shù)據(jù)及重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度如表1所示。

表1 u1的評定 單位：N·m

(3)

各測量點由上級標(biāo)準(zhǔn)傳遞引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度如表2所示。

表2 u2的評定 單位：N·m

(4)

各測量點由上級標(biāo)準(zhǔn)傳遞引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度如表3所示。

表3 u3的評定 單位：N·m

4)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。由于各項影響因素互不相關(guān)，因此其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按公式(5)計算，將上面得到的各分量的計算結(jié)果代入，可得到各測量點的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，見表4。

(5)

各測量點由上級標(biāo)準(zhǔn)傳遞引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度如表4所示。

表4 uc的評定 單位：N·m

5)擴(kuò)展不確定度。取k=2，則其擴(kuò)展不確定度U按公式(6)計算，相對擴(kuò)展不確定度按公式(7)計算，將表4得到的計算結(jié)果代入公式(6)，可得到各測量點的擴(kuò)展不確定度，再將式(6)中得到的各測量點分量的計算結(jié)果代入公式(7)，可得到各測量點的相對擴(kuò)展不確定度，見表5。

U=2×uc

(6)

(7)

表5 U和Urel的計算 單位：N·m

6 測量不確定度的報告

扭矩扳子測量范圍：(0.1～800)N·m。

測量不確定度：Urel=0.4%(k=2)。

7 結(jié)語

測量不確定度作為一種重要概念，能夠?qū)z測質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，在本文的研究評定中，根據(jù)扭矩扳子檢定規(guī)程，對各個變量的不確定度進(jìn)行了分析，并對合成不確定度和擴(kuò)展不確定度進(jìn)行了計算，從而為相同類型的扭矩扳子檢定裝置不確定度的測量與評定提供了的參考根據(jù)。