资料介绍
中华人民共和国国家计量检定系统表
JJG 2066—2006
大力 值计 量器 具
2006-12-08发布 2007-06-08实施
国家 质量 监督 检验 检疫 总局 发布
大力值计量器具检定系统表Verification SchemeofMeasuring
以以以以以以以以以以以以以弋
代替 JJG 2066—1990
弋以以以以以以以以以以以以以
本检定系统表经国家质量监督检验检疫总局 2006年 12月 08 日批准 ,并自 2007年 06月 08 日起施行。
归口 单位 : 全国力值硬度计量技术委员会
起草 单位 : 中国计量科学研究院
上海市计量测试技术研究院
本检定系统表由全国力值硬度计量技术委员会负责解释
本检定系统表主要起草人 :
胡刚 (中国计量科学研究院)
张智敏 (中国计量科学研究院)
张贵仁 (上海市计量测试技术研究院)参加起草人 :
马保林 (中国计量科学研究院)
张伟 (中国计量科学研究院)
大力值计量器具检定系统表
1 范围
本检定系统表适用于测量范围的上限大于 1 MN~ 60 MN 的力值计量器具的检定。它规定了从大力值国家基准 , 通过计量标准向工作计量器具进行传递的程序和方法 , 并指明相应的不确定度。本系统为确保大力值计量器具达到相应的技术指标和确认其溯源性提供指导。
2 计量基准
2.1 大力值国家基准是用于复现和统一全国大力值 (>1 MN) 的最高依据。
2.2 大力值国家基准由两台大力值基准机组成 , 一台为 5 MN 液压式力基准机 , 另一台为 20 MN 液压式力基准机。
2.3 5 MN力基准机的测量范围为 0.1 MN~4 MN (压向力) 和 0.1 MN~ 2 MN (拉
) 2,0*围-4为(=53。N~ 20 MN (压向力) 和 0.5 MN~ 10 MN
2(向压),理-4为(,)。通过无机械摩擦的缸塞系统将砝码的重力
放大 , 其复现的力值由以下公式计算 :
式中 : F— 复现的力值 , N;
m— 砝码的质量 , kg;
g— 力基准机安装地点的重力加速度 , m/s2 ;
S1— 工作缸塞的有效面积 , m2 ;
S2— 测力缸塞的有效面积 , m2 ;
ρa— 空气密度 , kg/m3 ;
ρw — 砝码材料密度 , kg/m3。
2.6 为保证力值传递准确、一致 , 大力值基准机测量范围中不大于 1 MN 的力级 , 应定期与作为力值国家基准的静重式测力机进行比对 ; 对大于 1 MN 的力级应与国内外同类力基准机进行比对。 比对采用高准确度标准测力仪作为传递标准。 比对结果用系数En 评定。若 En 的绝对值小于 1, 则两台力基准机的一致性在其不确定度的允许范围内。En 的计算见附录 A。
* 注 : 本系统表中提到的不确定度均指相对不确定度。
3 计量标准
3.1 大力值计量标准分为两类。 第一类是产生力值的计量标准 , 称为大力值标准机。第二类是传递力值的计量标准 , 称为大力值标准测力仪。
3.2 大力值标准机
3.2.1 大力值标准机是经检定合格的 , 测量范围上限大于 1 MN 的测力机。 目前大力值标准机有液压式和叠加式两类。
3.2.2 液压式力标准机的测量范围为 0.1 MN~ 2 MN 和 0.1 MN~ 5 MN 两种 , 准确
度等级分为 0.05级和 0.1级 , 相应的扩展不确定度为 5× 10-4 (k= 2) 和 1× 10-3 (k=
3.2.3 叠加式力标准机的测量范围上限为 30 MN, 准确度等级分为 0.05级和 0.1 级 ,相应的扩展不确定度为 5× 10-4 (k= 2) 和 1× 10-3 (k= 2)。
3.3.1 大力值标准测力仪是指由大力值基准机或标准机检定合格的、测量范围上限大于 1 MN 的测力仪。按其结构原理可分为电阻应变式、百分表式等。
3.3.2 大力值标准测力仪按其允许误差划分准确度等级 , 与之相关的主要技术指标有两项 : 重复性 R, 长期稳定度 Sb。重复性是指在相同的加荷条件和相同的环境条件下 ,对测力仪重复施加同一负荷时 , 其输出示值的极差 ; 长期稳定度反映了在相同条件下测力仪在一定时间内 , 输出示值保持不变的程度。
3.3.3 用于力基准机与力标准机之间进行传递的大力值标准测力仪 , 其测量范围上限为 5 MN (20 MN) , 准确度等级分为 0.03级和 0.05级 , 相应的重复性为 3×10-4 和5× 10-4 , 长期稳定度为 ±3×10-4和 ±5× 10-4。
3.3.4 用于力标准机与材料试验机、专用试验机、专用力源之间进行传递的大力值标准测力仪 , 其测量范围上限为 30 MN, 准确度等级分为 0.1 级、0.3级和 0.5 级 , 相应的重复性为 1× 10-3、 3× 10-3 和 5× 10-3 , 长期 稳定 度为 ± 1× 10-3、 ± 3× 10-3 和±5× 10-3。
3.4 传递力值的方法
3.4.1 标准测力仪用于力基准机与力标准机之间进行传递时 , 先要在力基准机上进行检定 , 采用 《标准测力仪检定规程》 中 0.03级、0.05级应变式测力仪的检定方法。经检定合格后的标准测力仪可用于对液压式力标准机、叠加式力标准机进行检定 (或比对) , 采用的方法依照 《力标准机检定规程》。
3.4.2 标准测力仪用于 力 (基) 标准 机与 试验 机、力源 之间 进行 传递 时 , 先要 在力(基) 标准机上进行检定 , 采用 《标准测力仪检定规程》 中 0.1 级、0.3 级和 0.5 级测力仪的检定方法。经检定合格后的标准测力仪用于对材料试验机、专用试验机、专用力源进行检定 , 采用的方法依照相应的试验机检定规程。
3.4.3 若力标准机、试验机及力源的测量范围上限较大 , 不具备使用单台标准测力仪
进行检定的条件 , 可采用三台 (或多台) 相同型号和量程的标准测力仪并联检定。
4 工作计量器具
4.1 大力值工作计量器具分为两类。第一类包括材料试验机 (含大型构件试验机)、专用试验机 (含锚链试验机) 及专用力源等。第二类包括专用测力仪和工作测力仪等。
4.2 大力值试验机及力源
4.2.1 材料试验机、专用试验机及专用力源必须根据相应的检定规程或参照有关法规用标准测力仪进行检测 , 并确定其准确度等级。
4.2.2 大型材料试验机 (含大型构件试验机) 的力值测量范围上限为 30 MN, 其准确度等级分为 0.5 级、1 级和 2级。
4.2.3 专用试验机 (含锚链试验机) 的力值测量范围上限为 30 MN, 其准确度等级分为 1 级和 2级。
4.2.4 专用力源的力值测量范围上限为 50 MN, 扩展不确定度优于 3×10-3 (k= 2)。
4.3.1 专用测力仪是指须由大力值基准机或标准机定度 , 用于工程测量并且准确度要求较高的 测力 仪。 专用 测力 仪的 测量 范围 上限 为 60 MN, 其重 复性 为 1× 10-3 ~ 1× 10-2 , 长期稳定度为 ±(1×10-3 ~ 1×10-2 )。
4.3.2 工作测力仪是指用于工程测量的测力仪 , 其测量范围上限大于 1 MN~ 50 MN,准确度等级分为 1 级、3级和 5 级 , 相应的重复性为 1× 10-2、3×10-2和 5× 10-2 , 长期稳定度为 ±1× 10-2、 ±3×10-2和 ±5× 10-2。工作测力仪应依据 JJG 455—2000《工作测力仪检定规程》 进行检测 , 并确定其准确度等级。
4.3.3 用于工程测量的测力仪按其结构原理可分为百分表式、 电阻应变式、压磁式及薄膜油缸式等。
5 大力值计量器具检定系统框图 (见下图)
符号 说明 : F— 力值测 量范 围 ; Fm — 力值测 量范 围上 限 ; R— 重复 性 ; Sb— 长期 稳定 度 ; CL— 准确度等级 ; U— 扩展不确定度 (计量基准 k= 3, 计量标准或工作计量器具 k= 2)。
附录 A
系统 En 的计算
力基准机之间进行比对时 , 通常采用 A-B-A 的方式。 以两台力基准机 A、B 进行比对为例 , 先在力基准机 A上进行试验 , 然后在 B上试验 , 最后再在 A 上试验 , 试验采用相同的程序 (试验程序可参照有关的力值国际比对程序)。
在力基准机 A或 B上试验时 , 测量结构的标准不确定度按以下公式计算 :
其中 , umac是相应力基准机的标准不确定度 , urep是重复性带来的标准不确定度 , utepro是旋转效应带来的标准不确定度 , ures是指标仪表分辨率带来的标准不确定度 , utime是力基准机 A 和 B加载时间不同引起的标准不确定度 , utemp是 A 和 B所在实验室温度差异引起的标准不确定度。 在比对试验中由于力传感器输出信号漂移引起的标准不确定度为 :
其中 xre、xost分别为前后两次在力基准机 A 上的试验数据 , xean 为这两次数据的平
均值。
在力基准机 A上测量结构的扩展不确定度 Uc,A 用下式计算 , 其中包含因子等于 2。
其中 u,pre、u,post分别为前后两次在力基准机 A上试验时测量结果的标准不确定度。
在力基准机 B上测量结果的扩展不确定度 Uc,B用下式计算 , 其中包含因子等于 2。
Uc, B = 2 × u (A.4)
(A.5)
其中 : xean为在力基准机 B上的试验数据。
系数 En 根据下式计算 :
En (A.6)
