關于計量檢定中回程誤差檢定問題淺析

劉飛 黃桂榮 桂嘉 向林

（重慶市計量質量檢測研究院重慶，重慶 408000）

計量檢定作為法定活動，是維持社會經濟建設、科技進步和社會發展的重要基礎，計量檢定包括很多檢定項目，包括外觀、漂移、示值誤差、回程誤差以及零位誤差等技術要求。但是每臺被檢測量設備由于其測量儀器、軟件、測量標準、標準物資、輔助設備等其中一種或多種組成，因而每臺測量儀器的檢定項目不盡相同。這里我們討論的回程誤差，多在壓力、力值等測量儀器的檢定中使用，這主要歸結到回程誤差的檢定原理決定。

一、回程誤差產生的原因

回程誤差的產生，主要針對的具有傳動結構的被檢儀器設備中，由于傳動結構天生缺陷——傳動結構相互之間的間隙，部件相互運動的摩擦，以及彈性元件的滯后，都是產生回程誤差的重要原因。例如壓力試驗機中油缸間相互運動的摩擦，壓力表指針與彈簧元件相互之間的傳動結構等。

二、回程誤差的定義

在通用計量術語規范JJF1001《通用計量術語道及定義》中，其實并沒有“回程誤差”這個術語，那為何在很多檢定規程中，例如JJG 139-2014《拉力、壓力和萬能試驗機》，JJG 475-2008《電子萬能試驗機》、JJG 52-2013 彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表等檢定規范中，回程誤差會作為一個技術要求而作為檢定項目。但是我們在7.13 條定義了另內外一個術語“死區”，“死區”在注冊計量師基礎知識及專業實務教材中，對測量儀器的該計量特性中也有描述死區。死區——“不致引起測量儀器響應發生變化的激勵雙向變動的最大區間”。其產生的原因，是由于機構零件的摩擦、部件之間的間隙、彈性材料的變形、阻尼結構的影響等原因造成的，其實這和回程誤差產生的原因幾乎一致。因此，回程誤差同死區定義相同，即測量設備響應特性的一種指標。需要我們在檢定相關測量設備時作為必檢項目，例如壓力試驗機、壓力表等由相關傳動結構構成的測量儀器。

三、回程誤差的檢定

既然我們已經了解到回程誤差主要市測量設備雙向變動這一相應特性，那我們對他的檢定也主要從雙向運動著手，也就是我們常說的進回程之間的誤差。所以在檢定時需要逐點遞增和遞減進行檢定操作，從而分析得到每一點進、回程之間的誤差。

四、回程誤差檢定過程中遇到的問題

1.由于科技的進步，在很多設備的更新換代中，回程誤差是否還有以前傳統機械式傳動中遇到的誤差過大問題，這已經越來越體現在檢定中，到底有沒有必要作為必檢項目。比如現在的壓力試驗機為例，傳統的手動控制的機械式壓力試驗機越來越多地被電液伺服試驗機，以及電子式萬能試驗機代替。在微機伺服試驗機和電子式萬能試驗機中，控制進、回程誤差都是通過電機和伺服體統來控制。一則電機本身是沒有回程誤差的，編碼器讀到多少是多少，步進電機轉了多少脈沖就是多少。二則電液伺服試驗機使用的伺服系統通常比步進電機精度高，這里的回程誤差是電機輸出軸上連接的絲杠等傳動機構產生的。因為伺服系統可以精確控制電機，沒法兒處理回程誤差。因此，現在的電液伺服試驗機的零位開關除了給增量編碼器上電位置零外，對于高精度要求的運動，還可以在運動過程中進行回零，以消除回程誤差。即使是絕對編碼器不需上電尋零，也可以用光電開關來消除回程誤差。當需要保證來回方向都沒有回程誤差，就要在兩端都設置零位開關，使電機在變向后先對準此方向的零位，再以此為零位測量運動位移。因而現在回程誤差的影響越來越小，之所以還有，可能在進行回程誤差檢定時，由于人為讀數誤差引入的，這個影響可能較現在的回程誤差來說，影響更大，以至于會忽略掉回程中傳動間摩擦與間隙間引入的誤差。

2.回程誤差的定義中就解釋回程誤差是激勵雙向變動的變化量，在檢定規程中也特別強調在檢定過程中，需要逐點遞增和逐點遞減從而完成檢定操作。但是在實際檢定過程中，遞增與遞減在實際操作過程中，容易出現的問題是，經常會超出規定的檢定點。這種情況比較容易常見，例如在檢定在彈性元件一般壓力表的檢定時，就有通過活塞壓力計檢定裝置進行檢定，有使用壓力校驗儀檢定，還有使用數字壓力表和精密壓力表配合手動加壓泵進行檢定。其中使用活塞壓力計和智能壓力校驗儀檢定由于是固定壓力值（每個檢定點都是固定砝碼）和自動加壓裝置（系統自動逐點加壓減壓），所以都能做到逐點穩定加壓、降壓，基本不會出現在，遞增和遞減會有過壓情況。但是在使用數字壓力表和精密壓力表配合手動加壓泵進行一般壓力表檢定時，就會出現檢定點超過的情況，比如在升壓檢定1.0MPa 檢定點時，手動加壓超過1.0MPa，沒有記錄到1.0MPa 的實測示值，那么需要我們降壓到1.0MPa 進行示值讀值。此時的就有做到升壓，而是通過降壓過程讀取了升壓過程的示值。所以在這種情況下，檢定進回程誤差時，則需要將要退回到1.0MPa以下，重新對1.0MPa 進行遞增升壓檢定。

五、結語

本文主要通過回程誤差產生的原因和檢定過程的注意事項，淺析其中一個檢定項目在實際過程中出現的情況。作為從事該工作的計量檢定人員，如果能從檢定的每個項目下手，仔細了解其工作原理和形成原因，以及檢定的目的和作用，有利于避免工作中出現錯誤，更有利于在錯誤中總結經驗。