儀器計(jì)量校準(zhǔn)/疲勞試驗(yàn)機(jī)的儀器校正方法及數(shù)據(jù)處理

1.外觀檢查

疲勞試驗(yàn)機(jī)的外觀檢查可以參照J(rèn)JG139一74規(guī)程的有關(guān)條款,疲勞試驗(yàn)機(jī)說明書中的技術(shù)要求和使用性能,總的要求是確認(rèn)疲勞試驗(yàn)機(jī)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(yàn)機(jī)被校量程相適應(yīng),傳感器的使用范圍為標(biāo)稱量程的10~100%。

校正靜態(tài)力或單向脈動(dòng)力用的夾具按一般標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)低于DD型傳感器的要求,夾具與傳感器之間的夾持力應(yīng)大于或等于被校動(dòng)態(tài)力中的最大力。

3.校正點(diǎn)

靜態(tài)力校正點(diǎn)選擇可參照J(rèn)JG139一74規(guī)程。

動(dòng)態(tài)力校正點(diǎn)選取每一個(gè)檔位滿量程的20%、40%、60%、80%、100%五點(diǎn)。

靜、動(dòng)態(tài)力的校正原則上每個(gè)檔位要分別進(jìn)行或根據(jù)實(shí)際使用情況確定。

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

4.頻率選擇

從疲勞試驗(yàn)機(jī)起始頻率到允許的最高工作頻率,在這個(gè)范圍內(nèi)取均勻分布的三點(diǎn),控制精度檢查時(shí)取最大和較小工作頻率兩點(diǎn)。

5.波形選擇

一般選正弦波,對(duì)某些只能產(chǎn)生三角波的疲勞試驗(yàn)機(jī)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(duì)稱循環(huán),或1>R>0的脈動(dòng)循環(huán)(在脈動(dòng)循環(huán)下主要校正最大動(dòng)態(tài)力),同時(shí)也可以根據(jù)使用的實(shí)際情況來確定。

7.儀器校正方法

1)預(yù)熱:JDD裝置需預(yù)熱一小時(shí),采用電子測(cè)量和控制的疲勞試驗(yàn)機(jī)也需預(yù)熱30分鐘以上。

2)將DD型傳感器連同夾具裝于疲勞試驗(yàn)機(jī)的試樣位置上,并連接好與裝置的導(dǎo)線。

3)預(yù)拉或預(yù)壓:當(dāng)校正靜態(tài)拉向力時(shí)要預(yù)拉,壓向力時(shí)要預(yù)壓,預(yù)拉或預(yù)壓力的大小應(yīng)至少等于被校正的最大力。

4)檢查與調(diào)整:經(jīng)預(yù)拉或預(yù)壓后傳感器調(diào)整到零位置;供橋電壓、放大倍數(shù)標(biāo)定、DS一43表的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)、SF一72放大器的零點(diǎn);同時(shí)應(yīng)用DS一43表的峰值測(cè)量檔或配用的示波器檢查有否強(qiáng)磁場或低頻干擾,如果有應(yīng)設(shè)法消除。

5)靜態(tài)力的校正:

Ds一43表測(cè)量選擇旋鈕置于直流位置,對(duì)DD型傳感器施加靜態(tài)力,記下DS一43表與各校正力點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的特征直流電壓數(shù)。具體的校正方法參照J(rèn)JG139一74規(guī)程。

對(duì)于只能產(chǎn)生脈動(dòng)力的疲勞試驗(yàn)機(jī)(如液壓疲勞試驗(yàn)機(jī))只需校正一個(gè)方向的力;對(duì)于能產(chǎn)生交變力的疲勞試驗(yàn)機(jī)需對(duì)拉向和壓向分別校正。

6)動(dòng)態(tài)力的校正:

在靜態(tài)力校正合格的基礎(chǔ)上進(jìn)行動(dòng)態(tài)力的校正。

a自標(biāo)定:用被校疲勞試驗(yàn)機(jī)加靜態(tài)力,以JDD裝置定度證書中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)為準(zhǔn),標(biāo)定Ds一43表峰值測(cè)量位置的指示數(shù),以獲得動(dòng)態(tài)力校正的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)。自標(biāo)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(yù)動(dòng)態(tài)力:選擇與被校動(dòng)態(tài)力相同狀態(tài)的動(dòng)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(dòng)態(tài)力。

c檢查與調(diào)整:同本條第4項(xiàng)。

d校正:

Ds一43表測(cè)量選擇旋鈕置于峰值測(cè)量位置。每點(diǎn),每個(gè)頻率,每種狀態(tài)下各測(cè)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(fù)峰值或脈動(dòng)力中最大值相對(duì)應(yīng)的特征峰值電壓數(shù)。

e控制精度的校正;每點(diǎn),每個(gè)頻率和相應(yīng)的R狀態(tài)下各測(cè)定10分鐘,每分鐘記錄一次DS一43表的指示數(shù),各得10個(gè)數(shù)據(jù),其中第一個(gè)數(shù)據(jù)作為給定值,記錄的內(nèi)容與d點(diǎn)相同。

 有些疲勞試驗(yàn)機(jī)由于測(cè)量系統(tǒng)的問題,使疲勞試驗(yàn)機(jī)力值指示的變動(dòng)性較大,在這種情況下應(yīng)該記錄疲勞試驗(yàn)機(jī)的力值指示數(shù)作為控制精度計(jì)算依據(jù)。

f 程序過渡時(shí)間的檢查:

這項(xiàng)檢查目前尚未規(guī)定相應(yīng)的數(shù)量指標(biāo),原則上要求在較短的時(shí)間內(nèi)過渡完成,是否需要檢查此項(xiàng)指標(biāo)可根據(jù)實(shí)際使用要求來定。

檢查方法:可以設(shè)計(jì)一個(gè)疲勞試驗(yàn)程序,該程序相鄰兩個(gè)動(dòng)態(tài)力幅度的大小和循環(huán)次數(shù)要選得適當(dāng),當(dāng)疲勞試驗(yàn)機(jī)發(fā)出了程序轉(zhuǎn)換訊號(hào)后按下秒表,同時(shí)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(gè)程序段所需的動(dòng)態(tài)力幅度不差3%時(shí)為止,此時(shí)記下秒表所走過的時(shí)間。

儀器校正后的數(shù)據(jù)處理

(1)數(shù)據(jù)處理的內(nèi)客

1.靜、動(dòng)態(tài)力誤差和偏差的計(jì)算,

2.控制精度的計(jì)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(jì)算和修正;

6.確定實(shí)際的靜、動(dòng)態(tài)力指示誤差。

(2)數(shù)據(jù)處理的方法參照進(jìn)行。

1.靜、動(dòng)態(tài)力誤差和偏差的計(jì)算方法參照J(rèn)JG139一74規(guī)程11(4)b公式進(jìn)行.

2.控制精度的計(jì)算按下方法進(jìn)行：

B=?(3σ_a/P^t)*100%

式中:B—疲勞試驗(yàn)機(jī)連續(xù)工作10分鐘的控制精度(%)

σ_o—10次測(cè)定值求得的標(biāo)準(zhǔn)誤差。

P^t—10次測(cè)定值的算術(shù)平均值。`

P_ai—第i次測(cè)量記錄的指數(shù)。:

P_o1—檢測(cè)開始時(shí)的給定數(shù)(一般取穩(wěn)態(tài)振動(dòng)后的第一個(gè)記錄數(shù))

對(duì)一臺(tái)疲勞試驗(yàn)機(jī)一般可以得到八個(gè)B值,取其中較大的作該疲勞試驗(yàn)機(jī)10分鐘控制精度的測(cè)試結(jié)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(biāo)準(zhǔn)測(cè)力計(jì)。

4.幅頻特性誤差修正:JDD裝置經(jīng)檢定幅頻特性引起的動(dòng)態(tài)力測(cè)量誤差為:

δ₂=-6/P"（300*正輸出時(shí)）

δ₃= 1/P"（300*負(fù)輸出時(shí)）

式中:P"---三次動(dòng)態(tài)力校正值的平均值。

5.慣性力誤差的計(jì)算和修正:

(或國產(chǎn)仿AMSLER型)和在中頻狀態(tài),使用的液壓疲勞試驗(yàn)機(jī)其試樣和測(cè)力計(jì)之間的參振質(zhì)量,在振動(dòng)狀態(tài)下所產(chǎn)生的慣性力誤差必須進(jìn)行修正。而處于中頻狀態(tài)使用的電液伺服和機(jī)械共振型疲勞試驗(yàn)機(jī),及處于低周狀態(tài)使用的液壓疲勞試驗(yàn)機(jī)則可以忽略。

計(jì)算公式如下:

a對(duì)于AMSLER型(或仿)高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)應(yīng)用以下公式:

δ₁=(mω²/k²-mω²)*100%

式中：δ₁---慣性力誤差（%）

m---檢測(cè)用的DD型傳感器與疲勞試驗(yàn)機(jī)測(cè)力計(jì)（光學(xué)或電測(cè)力計(jì)）之間的質(zhì)量（kg?s²/m)

k₂---疲勞試驗(yàn)機(jī)測(cè)力計(jì)的剛度（kg/m)

ω----工作頻率（1/秒）

b.對(duì)于液壓疲勞試驗(yàn)機(jī),當(dāng)DD型傳感器及夾:具的NJl度小于疲勞試驗(yàn)機(jī)主體剛度的0.5倍時(shí)應(yīng)用以下公式:

δ1=m₁?ω²?1/k*100%

式中：m₁---所有活動(dòng)部分的參振質(zhì)量;

    K---系統(tǒng)剛度。

當(dāng)DD型傳感器及夾具的剛度大于疲勞試驗(yàn)機(jī)主體剛度0.5倍時(shí)應(yīng)用以下公式：

δ₁=（m₁?1/k-m₂(k₁/k₂₃))ω²*100%

式中：m₂---疲勞試驗(yàn)機(jī)主體參振部分的質(zhì)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(dòng)力仲口拉—拉或壓—壓)時(shí)δ₁應(yīng)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(shí)際的靜、動(dòng)態(tài)力指示誤差:

設(shè):實(shí)際靜力指示誤差為W₁,

實(shí)際動(dòng)力指示誤差為W₂₁、W₂₃;

靜態(tài)力計(jì)算誤差為δ_a;

動(dòng)態(tài)力計(jì)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(fù)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(fù)輸出)

δ_t的步號(hào)取用依據(jù)實(shí)際溫度差異的情況而定。

經(jīng)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(yàn)機(jī)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(nèi)則疲勞試驗(yàn)機(jī)可判為酌情使用(或修正使用或可作一般對(duì)比試驗(yàn)用),如果B、W_l、W₁₁、W₂₃,等均不疲勞試驗(yàn)機(jī)符合要求則建議檢查、修理、調(diào)整。

疲勞試驗(yàn)機(jī)的儀器校正周期一般為一年。

這個(gè)儀器校正方法僅僅是初步的,請(qǐng)同行們多提寶貴意見。

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