?雙臂拉力試驗機的精度校準是保證測試數據可靠的核心環節(直接影響材料力學性能判定),需按力值精度、位移精度、速度精度三大核心指標分步校準,且需遵循國家計量規范(如 JJG 139《拉力、壓力和萬能試驗機檢定規程》)。以下是詳細校準流程、方法及注意事項:
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一、校準前準備(核心:保證環境與設備狀態穩定)
環境要求
溫度:20±5℃(溫差過大易導致金屬部件熱脹冷縮,影響力值傳感器精度);
濕度:45%-75%(避免高濕導致電路受潮或金屬部件生銹);
無振動、無強電磁干擾(附近無沖床、大型電機等設備,防止振動影響傳感器讀數);
設備需水平放置(用水平儀檢查工作臺面,水平度誤差≤0.2mm/m,否則框架受力不均會導致力值偏差)。
設備與工具準備
校準工具(需經法定計量機構檢定合格,在有效期內):
力值校準:標準測力儀(精度等級需高于被校設備,如被校機為 0.5 級,需用 0.1 級或 0.05 級標準測力儀)、標準砝碼(用于低載荷校準,如 10kN 以下);
位移校準:激光干涉儀(精度≥±0.5μm)或光柵尺(分辨率 0.01mm);
速度校準:光電計時器(精度≥0.01s)、標準量塊(輔助測量位移)。
設備狀態:試驗機開機預熱 30 分鐘(液壓式需預熱液壓油,電子式需穩定電路),檢查夾具安裝牢固、橫梁移動順暢(無卡滯)。
二、核心指標校準方法
1. 力值精度校準(最關鍵指標,直接影響強度測試結果)
力值精度包括 “示值誤差”(顯示值與實際力值的偏差)、“重復性誤差”(多次測試同一載荷的偏差),校準步驟如下:
步驟 1:確定校準點
按試驗機量程(如 0-100kN)均勻選取 5-7 個校準點(覆蓋常用載荷范圍),例如:10%、20%、40%、60%、80%、100% 量程(若常用 50kN 以下,需增加低載荷點)。
步驟 2:安裝標準測力儀
將標準測力儀固定在上下夾具之間(需與試驗機軸線同心,避免偏載),確保受力方向與傳感器軸線一致(偏載會導致力值偏差>1%)。
步驟 3:加載與讀數
緩慢加載至第一個校準點(如 10kN),穩定 3 秒后同時記錄 “試驗機顯示值” 和 “標準測力儀顯示值”;
按 “加載→穩定→讀數→卸載” 流程,每個校準點重復 3 次(加載速度≤50N/s,避免沖擊);
按同樣方法完成所有校準點(從低到高加載,避免回程誤差)。
步驟 4:數據計算與判定
示值誤差 =(試驗機顯示值 - 標準值)/ 標準值 ×100%;
重復性誤差 =(同一載荷下最大顯示值 - 最小顯示值)/ 標準值 ×100%;
合格標準(0.5 級試驗機):示值誤差≤±0.5%,重復性誤差≤0.5%。
若不合格:通過試驗機控制系統 “力值校準程序” 修正(如調整傳感器系數),重新測試直至達標。
2. 位移精度校準(影響延伸率、屈服點判定)
位移精度指橫梁移動實際距離與顯示距離的偏差(如試樣伸長量測量誤差會導致延伸率結果錯誤),校準步驟如下:
步驟 1:安裝激光干涉儀
將干涉儀的固定鏡固定在試驗機上橫梁,移動鏡固定在下橫梁(確保激光光路與橫梁移動方向平行),連接數據采集系統。
步驟 2:設定位移點
選取 3-5 個常用位移量(如 5mm、10mm、50mm、100mm),或按量程 10%、50%、100% 設定(如最大位移 500mm,選 50mm、250mm、500mm)。
步驟 3:測試與記錄
控制橫梁以常用速度(如 50mm/min)移動至設定位移,穩定后記錄 “試驗機顯示位移” 和 “激光干涉儀實測位移”;
每個點重復 3 次(正方向移動,避免回程間隙影響)。
步驟 4:數據判定
位移誤差 =(顯示位移 - 實測位移)/ 實測位移 ×100%;
合格標準:誤差≤±0.5%(或 ±0.1mm,取嚴者)。
若不合格:通過控制系統修正位移參數(如調整滾珠絲杠螺距補償值),必要時檢查絲杠磨損情況(嚴重磨損需更換)。
3. 速度精度校準(影響材料變形速率相關測試,如塑料拉伸)
速度精度指橫梁實際移動速度與設定速度的偏差(加載速度不同會導致材料受力結果差異,如金屬拉伸速度過快會使屈服強度偏高),校準步驟如下:
步驟 1:設定校準速度
選取 3-5 個常用速度(如 5mm/min、50mm/min、200mm/min),覆蓋設備速度范圍。
步驟 2:測量實際速度
用激光干涉儀(或 “光電計時器 + 量塊” 組合):設定橫梁移動距離(如 100mm),記錄移動時間;
實際速度 = 移動距離 / 實際時間;
每個速度重復 3 次(避免啟動 / 停止階段的加速度影響,取中間勻速段數據)。
步驟 3:數據判定
速度誤差 =(設定速度 - 實際速度)/ 實際速度 ×100%;
合格標準:誤差≤±2%(高速段可放寬至 ±3%)。
若不合格:液壓式需調整油泵流量閥,電子式需校準伺服電機轉速參數。
三、校準后處理與周期
數據記錄與證書
出具校準報告,記錄各指標誤差值、合格判定結果;
對不合格項需注明修正方法(如力值修正系數、位移補償值),并重新校準直至合格;
報告需包含校準環境、工具信息、操作人員及日期(具備可追溯性)。
校準周期
常規周期:每年 1 次(用于質量檢測的設備需嚴格執行);
縮短周期情況:設備維修后(如更換傳感器、絲杠)、測試數據異常(如多次測試同一樣品結果偏差大)、長期高載荷使用(如頻繁測試 80% 以上量程)。