安民軍

[摘 ?要]隨著科學技術的更新和發(fā)展，扭矩標準機測量應用范圍越來越廣泛扭矩標準機是用來檢測工作扭矩儀標準的裝置設備，在檢測程序中數(shù)據(jù)的不確定因素受到長度、摩擦及穩(wěn)定性的影響。針對突出性問題需要通過大量的試驗方法進行深入研究探索，以此提升扭矩標準機測量結果的準確性。文章主要對扭矩標準機測量結果不確定因素進行了合理分析，并且對具體評定方法進行了詳細說明，確保扭矩標準機測量的順利進行。

[關鍵詞]扭矩標準機;不確定度計量;不確定度評定

中圖分類號：TG806 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）24-0047-01

1 扭矩標準機測量的評定對象

在對扭矩標準機進行檢驗測量時一定要清楚扭矩標準機的基本構造、規(guī)格型號以及相關評定對象，才能針對不同的測試對象采取合理的方式方法，減少數(shù)據(jù)測量的誤差，對存在的不準確因素及時進行登記，并且加大信息資料的收集渠道，對存在的突出性問題進行深入探索研究，提升整個測量結果的準確度，減少誤差的產(chǎn)生。還要清楚扭矩標準機的基本數(shù)據(jù)，扭矩標準機的全名是靜重式扭矩標準機俗稱是標準機，具體規(guī)格型號為：DTM-1000，出廠設置編號為0107120，準確度的測試等級一般為0.05級。

2 扭矩標準機測量的評定依據(jù)

扭矩標準機要根據(jù)相關的規(guī)章制度進行有效測定，一般情況下是根據(jù)《測量不確定度評定與表示》與《扭矩標準機檢定規(guī)程》的信息說明進行詳細的操作，有利于減少測試過程中不確定因素的產(chǎn)生，促進扭矩標準機測量準確性和完整性。扭矩測量機在測量每一個點時都有一個精確度問題，在測量機中俗稱“重復性”，在測量機精度指標程序中中就反映了這一點。測量精確值所涉及的因素很多，反映了扭矩測量機整體的質量效果。除機器設備的因素外，測量零件表面的形狀誤差也會影響測量點的不準確性，導致這個誤差很難消除。

3 扭矩標準機測量結果的評定方法

3.1 力臂長度變化引入的標準不確定度分量μL

（1）由溫度變化引入力臂長度變化的相對標準不確定度μLW。設力臂長度由于溫度變化引起的允差極限為

±ΔLW，根據(jù)公式ΔLW=LαΔt。已知鋼材的膨脹系數(shù)為α=1.2×10-5℃-1，蘇州市計量測試研究所標準機的力臂為L=0.5m。根據(jù)檢定規(guī)程標準溫度（20±5）℃，所以Δt=±5℃，ΔLW=0.5×1.2×10-5×5=3×10-5（m）當采用均勻分布時得：

μLW=3×10-5/ =1.73×10-5（m）

（2）由測量長度引入的標準不確定度分量μLC。根據(jù)檢定規(guī)程杠桿臂長的最大允差為標準機準確度的1/3，所以杠桿臂長的最大允差為±0.015%，當采用均勻分布時得：

μLC=0.015%÷ =0.87×10-6

（3）擾度變形引入的標準不確定度分量μLb。由于力臂受集中載荷產(chǎn)生彎曲變形使力臂長度發(fā)生變化產(chǎn)生的標準不確定度分量μLb。根據(jù)公式得到：θA=PL2/2EIP。已知θ極限值為0.115°，得到：ΔLb=1.25×10-7（m）。當采用B類評定， 均勻分布時得：

μLb=1.25%×10-7÷ =0.72×10-7（m）

（4）力臂偏離水平位置引入的標準不確定度分量μLe。由于雖有水平臂拉平，但由于位移傳感器或水平指示有誤差，故引入力臂偏離水平的標準不確定度。一般產(chǎn)生長度變化為ΔLE=1.25×10-7（m），當采用均勻分布時得：

μLe=1.25×10-7/ =0.72×10-7（m）

對沒有校準件的測量設備，可用工件在高一級測量儀器（如三坐標）測出值后做為樣件基準值，當工件或標準件的被測部位Ra≥0.8時，Cg、Cgk評定可降一級，最低為Cg≥1.33，Cgk≥1.33。 后一次測量務必不能受前一次的影響，整個過程中不允許對檢測設備作任何調(diào)整，其他操作者也按上述做法實施。

（5）力臂長度與傳感器配合上引起的標準不確定度分量μLt。當力臂與傳感器配合時，產(chǎn)生在同一軸心線上引起的該項標準不確定度，這是由于加工允差所產(chǎn)生的，從而由實際測量得到ΔLt=2.5×10-5（m）。設可能值在允差范圍內(nèi)，采用均勻分布時得：μLt=2.5×10-5÷ =0.14×10-6（m）。

綜上所述，得到力臂長度變化的標準不確定度分量μL，因此：μL= =0.90×10-6（m）。

3.2 作用力引入的相對不確定度μF/F

（1）專用砝碼引入的不確定度分量μFm。得知本所專用砝碼F2等，則允差極限為0.78×10-5N，設為均勻分布，則：μFm=0.78×10-5/ =0.45×10-5（N）。

（2）地理位置引起加速度變化而引入的相對不確定度分量μFg。因蘇州臨近上海，故采用上海地區(qū)的總力加速度g上海，已知由于地理位置引起的允差極限為？駐g=6×10-6m/s2，設為均勻分布，得到：μFg/g=6×10-6/9.7946× =0.35×10-6。

（3）溫度變化引入的相對標準不確定度分量μFy。由于偏離標準溫度（20℃）Δt℃，導致空氣密度和專用砝碼密度的變化，從而使密度因子Y=（1- 產(chǎn)生變化。設密度因子的最大變化量ΔY，按其公式 ΔY/Y=0.52198×10-6Δt，當溫度變化為Δt=±5℃時，ΔY/Y=2.61×10-6，所以當采用均勻分布時得到：μFy/y=2.61×10-6/ 1.51×10-6，根據(jù)以上所得

3.3 摩擦扭矩引入的相對標準不確定度分量μf/T

根據(jù)測試得到其實驗標準偏差為：s1=0.01N·m。根據(jù)測試得到其實驗標準偏差為：s2=0.05N·m，所以摩擦力引起扭矩變化的相對標準不確定度分量為：

μf/T=（0.01+0.05）/1000=6×10-5軸心線變化引入的扭矩相對標準不確定度分量μδ/T。由于力臂中心和平衡臂中心不在同一軸線上，儀器測量誤差的變化。由測量并計算得出μδ/T=1.5×10-4標準機的年穩(wěn)定度引起的相對標準不確定度分量μs/S。標準機由于長時間使用，會引起年穩(wěn)定性的變化。根據(jù)檢定規(guī)程得知，我所的扭矩標準機年穩(wěn)定度為±0.025%，當采用均勻分布時得到。標準機重復性引起的相對標準不確定度分量μR/R。由于在同一時間內(nèi)多次的測量引起了相對重復性的變化。根據(jù)檢定規(guī)程得知標準機的示值重復性為0.02%。認為其為均勻分布，得到：

3.4 相對合成標準不確定度μc

根據(jù)上述分析得知，各分量互不相關，所以得到：

=0.60×10-4。？擴展不確定度U取包含因子k=2，得到U=2μc=2×0.60×10-4=1.20×10-4<0.05%。

4 ?結語

通過對扭矩標準機測量不確定評定因素的合理分析，使我們充分認識到數(shù)據(jù)測試結果產(chǎn)生誤差的原因，并且根據(jù)扭矩標準機測量的方法進行了詳細列舉以此減少不確定因素的產(chǎn)生，對今后工作中的扭矩標準機測量結果的不確定提供了明確的數(shù)據(jù)參考，為扭矩標準機測量帶來了極大的便利條件。

參考文獻：

[1] 崔寧.扭矩板子測量結果的不確定度評定[J].計量與測試技術，2011，04：64-65.

[2] 薛棟.扭矩扳子示值誤差測量結果的不確定度評定[J].品牌與標準化，2011，24：64.

[3] 張偉，邵衍昌，李振華. 數(shù)字式扭矩扳手測量結果的不確定度評定[J]. 計量與測試技術，2010，07：70+73.

[4] 荊大永.定值扭矩扳子示值誤差測量結果的不確定度評定方法[J]. 工業(yè)計量，2010，S2：319-320.

[5] 朱建榮.扭矩扳子示值測量結果的不確定度評定[J].工業(yè)計量，2005，S1：246-248.