摘要：
電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)在材料力學(xué)性能的檢測(cè)方面正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。本論文在介紹了電子
萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的校準(zhǔn)過(guò)程中的具體問(wèn)題進(jìn)行分析討論，給出了具體的解決方法，最后分析了電子萬(wàn)能
試驗(yàn)機(jī)的校準(zhǔn)技術(shù)前景，對(duì)于進(jìn)一步提高電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的校準(zhǔn)水平具有一定的借鑒意義。
1、引言
電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的校準(zhǔn) 與試驗(yàn)機(jī)新技術(shù)的發(fā)展以及試驗(yàn)機(jī)上力學(xué)性能試驗(yàn)手段的增加密切相關(guān)，但其校準(zhǔn)存在者諸多尚未固化的方法和需要解決的問(wèn)題。如小于5KN時(shí)的同軸度的校準(zhǔn)問(wèn)題，可操作性不強(qiáng)，小力值拉向檢定時(shí)，工裝接頭在標(biāo)定和檢定過(guò)程的影響（包括材料和形狀等問(wèn)題），電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)配套的大變形引申計(jì)的校準(zhǔn)，以及電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的數(shù)字化測(cè)控系統(tǒng)的校準(zhǔn)等等，這些都是電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)在校準(zhǔn)過(guò)程中所暴露出來(lái)的急需解決的問(wèn)題，因此本論文將主要 對(duì)電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn)中的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析。找出合適的解決方法。以期和同行分享。
2、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn)中的問(wèn)題
2.1加荷載速度對(duì)校準(zhǔn)示值影響較大的問(wèn)題
試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉，壓向校準(zhǔn)時(shí)，由于使用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)力的閉環(huán)控制 橫梁速度設(shè)定較快，且停機(jī)后仍有慣性影響，致使測(cè)量值不易停在所要求的校準(zhǔn)點(diǎn)上。且存在回程而無(wú)法讀取準(zhǔn)確校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，在電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的檢定過(guò)程中，就會(huì)出現(xiàn)過(guò)沖讀數(shù)和進(jìn)程中帶有回程讀數(shù)的錯(cuò)誤校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，所以，在重復(fù)3次的校準(zhǔn) 過(guò)程中，記錄的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)就會(huì)差異較大。在校準(zhǔn)過(guò)程中需要注意的是，在
拉力試驗(yàn)機(jī)的檢定過(guò)程中。一定要做到緩慢勻速加荷，使度盤(pán)指針緩慢靜止在所要求的檢定點(diǎn)上 。立即讀數(shù)。或者設(shè)定足夠小的速度在到達(dá)檢定點(diǎn)瞬間讀取數(shù)值，才能排除拉力試驗(yàn)機(jī)檢定過(guò)程中由于加荷速度的影響而產(chǎn)生檢測(cè)數(shù)據(jù)差異，加荷速度的準(zhǔn)確度也是需要檢定的重要標(biāo)準(zhǔn)。
2.2引申計(jì)檢定和使用中應(yīng)變誤差較大的問(wèn)題
存在金屬材料屈服強(qiáng)度測(cè)試中，目前廣泛使用電子引申計(jì)測(cè)量試樣變形。當(dāng)試樣上引伸計(jì)標(biāo)距變化達(dá)到規(guī)定的變形百分比時(shí)，測(cè)量計(jì)算與之對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度。變形測(cè)量即引伸計(jì)的準(zhǔn)確性會(huì)對(duì)強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定影響，引申計(jì)工作狀態(tài)不良可以使拉伸力、變形曲線出現(xiàn)異常，對(duì)試驗(yàn)機(jī)的實(shí)際結(jié)果有時(shí)會(huì)呈現(xiàn)較大的誤差，這一問(wèn)題的產(chǎn)生，大致有以下幾個(gè)原因。
（1）引伸計(jì)初始安裝狀態(tài)
對(duì)引伸計(jì)進(jìn)行檢定時(shí)，引伸計(jì)安裝方向一定與測(cè)試使用的安裝方向一致，操作 方式和要點(diǎn)要一致，這就需要檢定員和使用者之間進(jìn)行充分的交流和溝通
（2）引伸計(jì)刀口保護(hù)
刀刃軸尖等結(jié)構(gòu)不應(yīng)有明顯磨損，因?yàn)檫@些部分對(duì)引伸計(jì)標(biāo)距的影響 較大，刀刃 損壞時(shí)要及時(shí)更換。重新檢定，校準(zhǔn)。
（3）試樣夾緊時(shí)附加載荷的影響
在電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)時(shí)，需要注意不要將夾具的過(guò)緊。否則夾具會(huì)對(duì)試樣施加一個(gè)載荷。如果使用的引伸計(jì)產(chǎn)生變形。引伸計(jì)的標(biāo)距也隨之變化，當(dāng)拉伸開(kāi)始 后，載荷達(dá)到零時(shí)，引伸計(jì)的標(biāo)距早已不為零通過(guò)設(shè)定在零負(fù)條件下裝夾試樣，就可以保護(hù)引伸計(jì)不受非意愿動(dòng)作影響。又因?yàn)閭€(gè)別試驗(yàn)放的需要，所以試驗(yàn)機(jī)配接引申計(jì)的回程示值也可為引伸計(jì)的必檢項(xiàng)目。
（4）引伸計(jì)的分段檢定
分范圍，分量程 檢定引伸計(jì)是引伸計(jì)規(guī)程新增加的檢定方式，是一種更接近實(shí)際使用需要的方法，但也要綜合考慮標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際情況，零點(diǎn)漂移的分辨力等問(wèn)題，不能盲目劃分檢定范圍，還應(yīng)允許對(duì)引伸計(jì)的每一個(gè)檢定范圍分別定級(jí)。
2.3試驗(yàn)機(jī)中同軸度檢定可操作性不強(qiáng)的問(wèn)題
拉力試驗(yàn)在使用中由于夾持一些輕小細(xì)的材料。故同軸度差一些也不容易被發(fā)現(xiàn)，但在計(jì)量檢定 時(shí)同軸度影響則比交明顯，如果試驗(yàn)機(jī)上下夾頭的同軸度不符合檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，再加上計(jì)量檢定人員操作時(shí)安裝位置不準(zhǔn)確，都會(huì)產(chǎn)生由于同軸度影響而造成檢測(cè)數(shù)據(jù)的差異。解決這一問(wèn)題的措施是：要求計(jì)量檢測(cè)人員在檢定拉力試驗(yàn)時(shí)，或更換上下夾頭后必須對(duì)上下夾頭的同軸度進(jìn)行檢定測(cè)量，同時(shí)在拉力試驗(yàn)機(jī) 檢定過(guò)程中，把所使用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器同拉力試驗(yàn)機(jī)上下夾頭連接成同軸狀態(tài)，這樣得到的加測(cè)數(shù)據(jù)才能準(zhǔn)確可靠。
電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)施加 試驗(yàn)力時(shí) 上下夾頭的中心線與試驗(yàn)機(jī)拉力軸線應(yīng)同軸，而在實(shí)際測(cè)量中發(fā)現(xiàn)兩者不能完全重合，由于這種現(xiàn)在的存在使得試樣在受軸向拉力時(shí)，要受到一側(cè)向力和一個(gè)附加力矩的影響，，使得試樣的受力狀態(tài)發(fā)生改變，這便是
材料試驗(yàn)機(jī)的同軸度對(duì)試樣所受到的正應(yīng)力的影響 。為了減小試驗(yàn)的誤差，在試驗(yàn)前應(yīng)當(dāng)采取必要的檢測(cè)儀器或檢測(cè)手段，確保試驗(yàn)機(jī)的上下夾頭的中心線與試驗(yàn)機(jī)拉力軸線同軸，以減小同軸度偏差所帶來(lái)的試樣正應(yīng)力試驗(yàn)值與真實(shí)值之間的誤差。
但是對(duì)于加載到試樣上的 外力小于5KN的負(fù)荷而言，基于以上原因，鉛垂法并不是在受力情況下檢定同軸度，并且可操作性較低，筆者認(rèn)為還是應(yīng)變方式更為合適，試驗(yàn)機(jī)的上下夾頭的中心線與試驗(yàn)機(jī)拉力軸線的同軸度相對(duì)檢定要困難些，可操作性低，這是因?yàn)橥饧虞d荷較小，及時(shí)已經(jīng)固定好的試樣，在調(diào)整軸線的過(guò)程中也很容易發(fā)生偏移，或是將試樣夾到已經(jīng) 調(diào)整好同軸度的試驗(yàn)機(jī)的過(guò)程中而又使用同軸度發(fā)生了改變，解決這個(gè)問(wèn)題有兩個(gè)方法，一是改進(jìn)試驗(yàn)機(jī)的測(cè)控系統(tǒng)，通過(guò)電子測(cè)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)機(jī)上下夾頭的中心線的校準(zhǔn)，確保與試驗(yàn)機(jī)拉力軸線同軸。但改進(jìn)試驗(yàn)機(jī)的電子測(cè)控系統(tǒng)一般成本較高，因此第二種方法用的較多，即借助外力固定裝置，在加載試樣和外力小負(fù)荷載荷之前，就采用外力緊固裝置將試驗(yàn)機(jī)的上下夾頭固定到相應(yīng)的位置上，確保上下夾頭的中心線與試驗(yàn)機(jī)拉力軸線同軸，之后在進(jìn)行試樣的力學(xué)性能試驗(yàn)，這樣可以大大減小試驗(yàn)結(jié)果的誤差。
2.4國(guó)內(nèi)引伸計(jì)法，應(yīng)變片法在同軸度檢定中存在的問(wèn)題
引伸計(jì)法 在國(guó)內(nèi)同軸檢定中使用較多該方法存在的不足是測(cè)出的結(jié)果不一定式最大同軸度，由于引伸計(jì)測(cè)量的是標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn) 棒的垂直方向上的變形，引伸計(jì)的裝卡是人為隨機(jī)的，很難和好安裝在標(biāo)注試棒的最大變形的位置上。而且其中還可能產(chǎn)生彎曲應(yīng)變其次是它不能確定偏心方向，也就是無(wú)法直觀的指導(dǎo)試驗(yàn)機(jī)的校正。
國(guó)內(nèi)有些應(yīng)變片法在標(biāo)準(zhǔn)試樣上取一個(gè)截面貼4個(gè)應(yīng)變片法測(cè)量力同軸度，不能準(zhǔn)確測(cè)量有彎曲應(yīng)變情況下各段試樣的應(yīng)變量的實(shí)際情況，而美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTMEJ1012和GE-400規(guī)范，分別采用在效驗(yàn)棒上取兩個(gè)截面粘貼8片和三個(gè)截面粘貼9片應(yīng)變片來(lái)測(cè)量同軸度，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度更接近真值結(jié)果更可信。
2.5電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)確度級(jí)別的確定問(wèn)題
電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)確級(jí)別0.5級(jí)1級(jí)和2級(jí)三個(gè)級(jí)別，而配接引伸計(jì)級(jí)別為0，2級(jí)0.5級(jí)1級(jí)和2級(jí)四個(gè)級(jí)別，對(duì)于電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)來(lái)說(shuō)準(zhǔn)確度級(jí)別并不匹配，電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)配接的引伸計(jì)級(jí)別僅僅式參照了JJG762-2007引伸計(jì)檢定規(guī)程中的引伸計(jì)等級(jí)確定方法，缺乏從整體上確定電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)級(jí)別的判定，就試驗(yàn)方法方式而言 ，還是需要對(duì)電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)整體上確定級(jí)別在進(jìn)行 實(shí)際試驗(yàn)方法的應(yīng)有的。
3、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)軟件校準(zhǔn)的問(wèn)題
萬(wàn)能 試驗(yàn)機(jī)計(jì)算機(jī)目前僅有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)評(píng)定方法伴隨試驗(yàn)方法的多樣性和試驗(yàn)機(jī)軟件的參差不齊，從根本上通過(guò)評(píng)測(cè)來(lái)反映試驗(yàn)機(jī)的軟件系統(tǒng)顯得極為重要。
試驗(yàn)機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)JJF1103-2003萬(wàn)能試驗(yàn)計(jì)算居數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)評(píng)定校準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行校準(zhǔn)，目前采用比對(duì)試驗(yàn)的方式測(cè)定 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)所獲得的基本數(shù)據(jù)，導(dǎo)出數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)試樣之間的比對(duì)。在材料的拉伸試驗(yàn)中，一般采用圓形截面試樣，利用試驗(yàn)機(jī)以控制的速率向試樣施加拉力，并測(cè)量試樣拉伸過(guò)程中力和變形，測(cè)量中將標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣夾持在萬(wàn)能試驗(yàn)夾具上，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)試驗(yàn)進(jìn)程進(jìn)行記錄。試驗(yàn)結(jié)束后，將計(jì)算及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣給定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，此方法采用標(biāo)準(zhǔn)試樣也僅僅用于校準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其朔源和穩(wěn)定性的保證還存在需要解決的問(wèn)題。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，軟件評(píng)測(cè)已經(jīng)不存在技術(shù)問(wèn)題。電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)計(jì)算機(jī)的軟件評(píng)測(cè)方法急需規(guī)范和統(tǒng)一。
4、結(jié)語(yǔ)
電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn) 技術(shù)的發(fā)展也是試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)縮影，但現(xiàn)有的試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn)存在規(guī)程繁多，相互交叉，方法相近等問(wèn)題急需統(tǒng)一規(guī)范，伴隨計(jì)量測(cè)試技術(shù)的發(fā)展對(duì)試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn)技術(shù)認(rèn)識(shí)的不斷提高，試驗(yàn)機(jī)的校準(zhǔn)方法統(tǒng)一和規(guī)范將為試驗(yàn)機(jī)量值的準(zhǔn)確和統(tǒng)一提供更加有力的保障。
本文重點(diǎn)分析了在電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題。并根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，給出了相應(yīng)具體的建議和對(duì)策，對(duì)于進(jìn)一步提高電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的校準(zhǔn)技術(shù)水平在理論和實(shí)踐上均具有一定的實(shí)際意義。
