測力杠桿校準拉力試驗機測量誤差分析

2、測量模型
ΔF=F2-F1                    (1)
式中:ΔF一拉力試驗機示值誤差;F1一拉力試驗機示值;F2一測力杠桿產(chǎn)生的力值。
3、誤差來源過程分析
 
測力杠桿校準拉力試驗機實際狀態(tài)如圖1所示，依據(jù)對標準測力杠桿的特性進行系統(tǒng)理論分析，杠桿力點端和拉力試驗機的下連接件聯(lián)接后的受力軸線垂直度、杠桿尺身水平度和杠桿配套砝碼的質(zhì)量誤差是測力杠桿在校準拉力試驗機過程中的標準器具引入的附加不確定度分量，具體如下:
(1)杠桿水平度引入的相對不確定度u1;
(2)杠桿力點端受力軸線垂直度引入的相對不確定度u2;
(3)杠桿配套砝碼示值誤差引入的相對不確定度u3;
(4)測量重復性引入的相對不確定度u4;
(5)被校拉力試驗機分辨力引入的不確定度u5.
4、不確定度分量計算
4.1杠桿水平度引入的相對不確定度u1
理論計算和實際試驗表明，若杠桿水平度控制在0.05%以內(nèi)，則由水平角度引入的誤差為±0.03%，以均勻分布估計:
 
4.2杠桿力點端受力軸線垂直度引入的相對不確定度u2
理論計算和實際試驗表明，當杠桿呈水平狀態(tài)時，如果杠桿下連接器偏心距離與杠桿短臂長度的一致性誤差控制在12%以內(nèi)，杠桿支點端傾斜角度控制在±0.5°以內(nèi)，則由垂直角度引入的誤差為±0.05%，以均勻分布估計:
 
4.3杠桿配套砝碼示值誤差引入的相對不確定度u3
依據(jù)JJG808一2014《標準測力杠桿檢定規(guī)程》的要求杠桿配套力值砝碼質(zhì)量的允許誤差為±0.02%，以均勻分布估計:

4.4測量重復性引入的相對不確定度u4
以恒宇儀器電子拉力試驗機為例，在重復性條件下，用測力杠桿分別對其500N,1000N和2000N示值點連續(xù)重復測量10次，相應測量結(jié)果如表1所示:

在實際拉力機校準過程中測量次數(shù)為三次，因此取三個校準點中重復性不確定度大值為重復性分量(1000N處):u4=0.032%
4.5被校拉力試驗機分辨力引入的不確定度u5
依據(jù)JJG75-2008《電子式萬能試驗機檢定規(guī)程》的試驗機分辨力判定規(guī)則要求，被校拉力機在開機狀態(tài)下示值得波動范圍為4個字，則分辨力為0.3N，以均勻分布估計:
 
5、相對合成擴展不確定度評定
測量結(jié)果的不確定度分量匯總(見表2)

6、結(jié)束語
通過對測力杠桿校準拉力試驗機的測量過程分析可以看出，使用0.1級標準測力杠桿可以滿足0.5級電子式拉力試驗機的檢定或校準。在校準的過程中只要對杠桿的水平度和杠桿力點端受力軸線垂直度進行有效的控制，完全可以保證校準結(jié)果的準確可靠。