儀器計量校準/疲勞試驗機的儀器校正方法及數(shù)據(jù)處理

1.外觀檢查

疲勞試驗機的外觀檢查可以參照JJG139一74規(guī)程的有關條款,疲勞試驗機說明書中的技術要求和使用性能,總的要求是確認疲勞試驗機處于良好的使用狀態(tài)。

2.DD型傳感器和夾具的選擇

傳感器量程要與疲勞試驗機被校量程相適應,傳感器的使用范圍為標稱量程的10~100%。

校正靜態(tài)力或單向脈動力用的夾具按一般標準要求加工,校正交變力用的夾具其同心度和端面與中心線的垂直度不應低于DD型傳感器的要求,夾具與傳感器之間的夾持力應大于或等于被校動態(tài)力中的最大力。

3.校正點

靜態(tài)力校正點選擇可參照JJG139一74規(guī)程。

動態(tài)力校正點選取每一個檔位滿量程的20%、40%、60%、80%、100%五點。

靜、動態(tài)力的校正原則上每個檔位要分別進行或根據(jù)實際使用情況確定。

控制精度檢查時分別選取疲勞試驗機最小量程檔和最大量程檔的20%和60%兩點,共檢查四點,也可根據(jù)實際使用情況確定。

4.頻率選擇

從疲勞試驗機起始頻率到允許的最高工作頻率,在這個范圍內取均勻分布的三點,控制精度檢查時取最大和較小工作頻率兩點。

5.波形選擇

一般選正弦波,對某些只能產生三角波的疲勞試驗機亦可選三角波。

6.R的選擇

力的循環(huán)特征系數(shù)R一般取R=-1的對稱循環(huán),或1>R>0的脈動循環(huán)(在脈動循環(huán)下主要校正最大動態(tài)力),同時也可以根據(jù)使用的實際情況來確定。

7.儀器校正方法

1)預熱:JDD裝置需預熱一小時,采用電子測量和控制的疲勞試驗機也需預熱30分鐘以上。

2)將DD型傳感器連同夾具裝于疲勞試驗機的試樣位置上,并連接好與裝置的導線。

3)預拉或預壓:當校正靜態(tài)拉向力時要預拉,壓向力時要預壓,預拉或預壓力的大小應至少等于被校正的最大力。

4)檢查與調整:經預拉或預壓后傳感器調整到零位置;供橋電壓、放大倍數(shù)標定、DS一43表的標準數(shù)、SF一72放大器的零點;同時應用DS一43表的峰值測量檔或配用的示波器檢查有否強磁場或低頻干擾,如果有應設法消除。

5)靜態(tài)力的校正:

Ds一43表測量選擇旋鈕置于直流位置,對DD型傳感器施加靜態(tài)力,記下DS一43表與各校正力點相對應的特征直流電壓數(shù)。具體的校正方法參照JJG139一74規(guī)程。

對于只能產生脈動力的疲勞試驗機(如液壓疲勞試驗機)只需校正一個方向的力;對于能產生交變力的疲勞試驗機需對拉向和壓向分別校正。

6)動態(tài)力的校正:

在靜態(tài)力校正合格的基礎上進行動態(tài)力的校正。

a自標定:用被校疲勞試驗機加靜態(tài)力,以JDD裝置定度證書中的標準數(shù)為準,標定Ds一43表峰值測量位置的指示數(shù),以獲得動態(tài)力校正的標準數(shù)。自標定的目的是為了防止可能存在著的低頻干擾和力源中存在的“噪音”影響。

b加預動態(tài)力:選擇與被校動態(tài)力相同狀態(tài)的動態(tài)力施加于DD型傳感器,L,持續(xù)數(shù)分鐘后,再去掉該動態(tài)力。

c檢查與調整:同本條第4項。

d校正:

Ds一43表測量選擇旋鈕置于峰值測量位置。每點,每個頻率,每種狀態(tài)下各測定三次,以次記下DS一43表所顯示的與交變力中正峰值和負峰值或脈動力中最大值相對應的特征峰值電壓數(shù)。

e控制精度的校正;每點,每個頻率和相應的R狀態(tài)下各測定10分鐘,每分鐘記錄一次DS一43表的指示數(shù),各得10個數(shù)據(jù),其中第一個數(shù)據(jù)作為給定值,記錄的內容與d點相同。

 有些疲勞試驗機由于測量系統(tǒng)的問題,使疲勞試驗機力值指示的變動性較大,在這種情況下應該記錄疲勞試驗機的力值指示數(shù)作為控制精度計算依據(jù)。

f 程序過渡時間的檢查:

這項檢查目前尚未規(guī)定相應的數(shù)量指標,原則上要求在較短的時間內過渡完成,是否需要檢查此項指標可根據(jù)實際使用要求來定。

檢查方法:可以設計一個疲勞試驗程序,該程序相鄰兩個動態(tài)力幅度的大小和循環(huán)次數(shù)要選得適當,當疲勞試驗機發(fā)出了程序轉換訊號后按下秒表,同時連續(xù)記錄DS一43表特征峰值電壓的顯示數(shù),直到出現(xiàn)與下個程序段所需的動態(tài)力幅度不差3%時為止,此時記下秒表所走過的時間。

儀器校正后的數(shù)據(jù)處理

(1)數(shù)據(jù)處理的內客

1.靜、動態(tài)力誤差和偏差的計算,

2.控制精度的計算,

3.度溫系數(shù)的修正,

4.JDD裝置幅頻特性修正;

5.慣性力誤差的計算和修正;

6.確定實際的靜、動態(tài)力指示誤差。

(2)數(shù)據(jù)處理的方法參照進行。

1.靜、動態(tài)力誤差和偏差的計算方法參照JJG139一74規(guī)程11(4)b公式進行.

2.控制精度的計算按下方法進行：

B=?(3σ_a/P^t)*100%

式中:B—疲勞試驗機連續(xù)工作10分鐘的控制精度(%)

σ_o—10次測定值求得的標準誤差。

P^t—10次測定值的算術平均值。`

P_ai—第i次測量記錄的指數(shù)。:

P_o1—檢測開始時的給定數(shù)(一般取穩(wěn)態(tài)振動后的第一個記錄數(shù))

對一臺疲勞試驗機一般可以得到八個B值,取其中較大的作該疲勞試驗機10分鐘控制精度的測試結果。

3.溫度系數(shù)的修正:傳感器彈性體彈性模量的溫度系數(shù)目前均延用0.03%/℃的數(shù)據(jù),修正方法同三等標準測力計。

4.幅頻特性誤差修正:JDD裝置經檢定幅頻特性引起的動態(tài)力測量誤差為:

δ₂=-6/P"（300*正輸出時）

δ₃= 1/P"（300*負輸出時）

式中:P"---三次動態(tài)力校正值的平均值。

5.慣性力誤差的計算和修正:

(或國產仿AMSLER型)和在中頻狀態(tài),使用的液壓疲勞試驗機其試樣和測力計之間的參振質量,在振動狀態(tài)下所產生的慣性力誤差必須進行修正。而處于中頻狀態(tài)使用的電液伺服和機械共振型疲勞試驗機,及處于低周狀態(tài)使用的液壓疲勞試驗機則可以忽略。

計算公式如下:

a對于AMSLER型(或仿)高頻疲勞試驗機應用以下公式:

δ₁=(mω²/k²-mω²)*100%

式中：δ₁---慣性力誤差（%）

m---檢測用的DD型傳感器與疲勞試驗機測力計（光學或電測力計）之間的質量（kg?s²/m)

k₂---疲勞試驗機測力計的剛度（kg/m)

ω----工作頻率（1/秒）

b.對于液壓疲勞試驗機,當DD型傳感器及夾:具的NJl度小于疲勞試驗機主體剛度的0.5倍時應用以下公式:

δ1=m₁?ω²?1/k*100%

式中：m₁---所有活動部分的參振質量;

    K---系統(tǒng)剛度。

當DD型傳感器及夾具的剛度大于疲勞試驗機主體剛度0.5倍時應用以下公式：

δ₁=（m₁?1/k-m₂(k₁/k₂₃))ω²*100%

式中：m₂---疲勞試驗機主體參振部分的質量;

k₁---DD型傳感器及其夾具的剛度;

k₃---yacwsm主體本身的剛度。

注意:慣性力誤差修正的是單振幅,不是雙振幅,更不包括平均力,所以如果遇到校正的是脈動力仲口拉—拉或壓—壓)時δ₁應該換算成最大峰值的修正量而不能直、接用δ₁來修正。

6.確定實際的靜、動態(tài)力指示誤差:

設:實際靜力指示誤差為W₁,

實際動力指示誤差為W₂₁、W₂₃;

靜態(tài)力計算誤差為δ_a;

動態(tài)力計算誤差為δ_b;

溫度系數(shù)的修正量為δ_t;

慣性力誤差修正量為δ₁

幅頻特性誤差的修正量300x正輸出為δ₂,300x負輸出為δ₃。

則;W₁=δ_a?δ_t

W₂₂=δ_b δ₁ δ₂?δ_t(300*正輸出)

W₂₃=δ_b δ₁ δ₂?δ_t(300*負輸出)

δ_t的步號取用依據(jù)實際溫度差異的情況而定。

經過數(shù)據(jù)處理后得到的B、W_l、W₁₁、W₂₃,連同偏差均符合第三節(jié)第2條的要求則可確定疲勞試驗機為合格使用,如果B值符合要求W_l、W₁₁、W₂₃,,不符合要求而其偏差還在要求范圍內則疲勞試驗機可判為酌情使用(或修正使用或可作一般對比試驗用),如果B、W_l、W₁₁、W₂₃,等均不疲勞試驗機符合要求則建議檢查、修理、調整。

疲勞試驗機的儀器校正周期一般為一年。

這個儀器校正方法僅僅是初步的,請同行們多提寶貴意見。

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