?雙臂拉力試驗(yàn)機(jī)的精度校準(zhǔn)是保證測(cè)試數(shù)據(jù)可靠的核心環(huán)節(jié)(直接影響材料力學(xué)性能判定),需按力值精度、位移精度、速度精度三大核心指標(biāo)分步校準(zhǔn),且需遵循國(guó)家計(jì)量規(guī)范(如 JJG 139《拉力、壓力和萬能試驗(yàn)機(jī)檢定規(guī)程》)。以下是詳細(xì)校準(zhǔn)流程、方法及注意事項(xiàng):
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一、校準(zhǔn)前準(zhǔn)備(核心:保證環(huán)境與設(shè)備狀態(tài)穩(wěn)定)
環(huán)境要求
溫度:20±5℃(溫差過大易導(dǎo)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(dǎo)致電路受潮或金屬部件生銹);
無振動(dòng)、無強(qiáng)電磁干擾(附近無沖床、大型電機(jī)等設(shè)備,防止振動(dòng)影響傳感器讀數(shù));
設(shè)備需水平放置(用水平儀檢查工作臺(tái)面,水平度誤差≤0.2mm/m,否則框架受力不均會(huì)導(dǎo)致力值偏差)。
設(shè)備與工具準(zhǔn)備
校準(zhǔn)工具(需經(jīng)法定計(jì)量機(jī)構(gòu)檢定合格,在有效期內(nèi)):
力值校準(zhǔn):標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀(精度等級(jí)需高于被校設(shè)備,如被校機(jī)為 0.5 級(jí),需用 0.1 級(jí)或 0.05 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀)、標(biāo)準(zhǔn)砝碼(用于低載荷校準(zhǔn),如 10kN 以下);
位移校準(zhǔn):激光干涉儀(精度≥±0.5μm)或光柵尺(分辨率 0.01mm);
速度校準(zhǔn):光電計(jì)時(shí)器(精度≥0.01s)、標(biāo)準(zhǔn)量塊(輔助測(cè)量位移)。
設(shè)備狀態(tài):試驗(yàn)機(jī)開機(jī)預(yù)熱 30 分鐘(液壓式需預(yù)熱液壓油,電子式需穩(wěn)定電路),檢查夾具安裝牢固、橫梁移動(dòng)順暢(無卡滯)。
二、核心指標(biāo)校準(zhǔn)方法
1. 力值精度校準(zhǔn)(最關(guān)鍵指標(biāo),直接影響強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果)
力值精度包括 “示值誤差”(顯示值與實(shí)際力值的偏差)、“重復(fù)性誤差”(多次測(cè)試同一載荷的偏差),校準(zhǔn)步驟如下:
步驟 1:確定校準(zhǔn)點(diǎn)
按試驗(yàn)機(jī)量程(如 0-100kN)均勻選取 5-7 個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)(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(diǎn))。
步驟 2:安裝標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀
將標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀固定在上下夾具之間(需與試驗(yàn)機(jī)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(huì)導(dǎo)致力值偏差>1%)。
步驟 3:加載與讀數(shù)
緩慢加載至第一個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)(如 10kN),穩(wěn)定 3 秒后同時(shí)記錄 “試驗(yàn)機(jī)顯示值” 和 “標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀顯示值”;
按 “加載→穩(wěn)定→讀數(shù)→卸載” 流程,每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)重復(fù) 3 次(加載速度≤50N/s,避免沖擊);
按同樣方法完成所有校準(zhǔn)點(diǎn)(從低到高加載,避免回程誤差)。
步驟 4:數(shù)據(jù)計(jì)算與判定
示值誤差 =(試驗(yàn)機(jī)顯示值 - 標(biāo)準(zhǔn)值)/ 標(biāo)準(zhǔn)值 ×100%;
重復(fù)性誤差 =(同一載荷下最大顯示值 - 最小顯示值)/ 標(biāo)準(zhǔn)值 ×100%;
合格標(biāo)準(zhǔn)(0.5 級(jí)試驗(yàn)機(jī)):示值誤差≤±0.5%,重復(fù)性誤差≤0.5%。
若不合格:通過試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng) “力值校準(zhǔn)程序” 修正(如調(diào)整傳感器系數(shù)),重新測(cè)試直至達(dá)標(biāo)。
2. 位移精度校準(zhǔn)(影響延伸率、屈服點(diǎn)判定)
位移精度指橫梁移動(dòng)實(shí)際距離與顯示距離的偏差(如試樣伸長(zhǎng)量測(cè)量誤差會(huì)導(dǎo)致延伸率結(jié)果錯(cuò)誤),校準(zhǔn)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(yàn)機(jī)上橫梁,移動(dòng)鏡固定在下橫梁(確保激光光路與橫梁移動(dòng)方向平行),連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
步驟 2:設(shè)定位移點(diǎn)
選取 3-5 個(gè)常用位移量(如 5mm、10mm、50mm、100mm),或按量程 10%、50%、100% 設(shè)定(如最大位移 500mm,選 50mm、250mm、500mm)。
步驟 3:測(cè)試與記錄
控制橫梁以常用速度(如 50mm/min)移動(dòng)至設(shè)定位移,穩(wěn)定后記錄 “試驗(yàn)機(jī)顯示位移” 和 “激光干涉儀實(shí)測(cè)位移”;
每個(gè)點(diǎn)重復(fù) 3 次(正方向移動(dòng),避免回程間隙影響)。
步驟 4:數(shù)據(jù)判定
位移誤差 =(顯示位移 - 實(shí)測(cè)位移)/ 實(shí)測(cè)位移 ×100%;
合格標(biāo)準(zhǔn):誤差≤±0.5%(或 ±0.1mm,取嚴(yán)者)。
若不合格:通過控制系統(tǒng)修正位移參數(shù)(如調(diào)整滾珠絲杠螺距補(bǔ)償值),必要時(shí)檢查絲杠磨損情況(嚴(yán)重磨損需更換)。
3. 速度精度校準(zhǔn)(影響材料變形速率相關(guān)測(cè)試,如塑料拉伸)
速度精度指橫梁實(shí)際移動(dòng)速度與設(shè)定速度的偏差(加載速度不同會(huì)導(dǎo)致材料受力結(jié)果差異,如金屬拉伸速度過快會(huì)使屈服強(qiáng)度偏高),校準(zhǔn)步驟如下:
步驟 1:設(shè)定校準(zhǔn)速度
選取 3-5 個(gè)常用速度(如 5mm/min、50mm/min、200mm/min),覆蓋設(shè)備速度范圍。
步驟 2:測(cè)量實(shí)際速度
用激光干涉儀(或 “光電計(jì)時(shí)器 + 量塊” 組合):設(shè)定橫梁移動(dòng)距離(如 100mm),記錄移動(dòng)時(shí)間;
實(shí)際速度 = 移動(dòng)距離 / 實(shí)際時(shí)間;
每個(gè)速度重復(fù) 3 次(避免啟動(dòng) / 停止階段的加速度影響,取中間勻速段數(shù)據(jù))。
步驟 3:數(shù)據(jù)判定
速度誤差 =(設(shè)定速度 - 實(shí)際速度)/ 實(shí)際速度 ×100%;
合格標(biāo)準(zhǔn):誤差≤±2%(高速段可放寬至 ±3%)。
若不合格:液壓式需調(diào)整油泵流量閥,電子式需校準(zhǔn)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速參數(shù)。
三、校準(zhǔn)后處理與周期
數(shù)據(jù)記錄與證書
出具校準(zhǔn)報(bào)告,記錄各指標(biāo)誤差值、合格判定結(jié)果;
對(duì)不合格項(xiàng)需注明修正方法(如力值修正系數(shù)、位移補(bǔ)償值),并重新校準(zhǔn)直至合格;
報(bào)告需包含校準(zhǔn)環(huán)境、工具信息、操作人員及日期(具備可追溯性)。
校準(zhǔn)周期
常規(guī)周期:每年 1 次(用于質(zhì)量檢測(cè)的設(shè)備需嚴(yán)格執(zhí)行);
縮短周期情況:設(shè)備維修后(如更換傳感器、絲杠)、測(cè)試數(shù)據(jù)異常(如多次測(cè)試同一樣品結(jié)果偏差大)、長(zhǎng)期高載荷使用(如頻繁測(cè)試 80% 以上量程)。