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仪器校准机构不同校准方法比对法

发布时间:2015-7-26 21:36:12  浏览:

一般情况下,一个仪器校准机构内能够用来测量某一力值点的标准测力仪不止一个。比如:对于200kN这个点来说,它就出于在600kN的标准测力仪(一般测量范围为50kN~600kN、1000kN的标准测力仪(一般测量范围为100kN~1000kN)和2000kN标准测力仪(200kN~2000kN)这三个不同大小的标准测力仪测量范围内。所以,在实际工作中,可以使用本实验室的某一标准测力仪,对同级别或是低一级的另一标准测力仪进行核查。由于该方法可以由单个实验室独立完成,故可称之为“实验室内部比对法”。

“实验室内部对比法”的意义在于它客服了传统方法的一些不足,大大提高了核查的效率,节约了核查的成本。

值得注意的是,如果实验室内具备0.1级的标准测力仪,也可以在对0.3级测力仪进行比对核查时使用,这样的核查效果更佳,此时,该方法即变形为传递比较法。

1、实验室内部比对法的具体应用方法

(1) 实验室内部比对法的应用条件

实验室内部比对法的应用条件为:在一个实验室内,除被考核标准外,还需有与之量程相同或是有可以覆盖被考核标准测量范围的标准器作为核查标准;如果被考核标准的多个核查点(一般为标准器测量范围内的若干常用点)可被多个不同的标准器包含在其测量范围内也可。

以世通仪器校准机构测试所为例,把ES-300百分表式标准测力仪(生产地:长春,编号CZ-78027,测量范围为50kN~300kN)作为被核查对象,可作为其核查标准的标准器有:300kN传感器式标准测力仪(生产地:高碑店,编号0430,测量范围为20kN~300kN,准确度等级:0.3级);300kN传感器式标准测力仪(生产地:HBM,编号0401,测量范围为10kN~300kN,准确度等级:0.1级);

600kN的传感器式标准测力仪(生产厂家:HBM,编号1076,测量范围为50kN~600kN,准确度等级:0.1级);1000kN的传感器式标准测力仪(生产厂家:HBM,编号7682,测量范围为50kN~1000kN,准确度等级:0.1级)。

若把1000kN的传感器式标准测力仪(生产厂家:HBM,编号7682,测量范围为50kN~1000kN,准确度等级:0.1级)作为被核查对象,可选取其常用点50kN、400kN、800kN三个点作为核查点,而实验室内没有任何一个标准器的测量范围可以包含这三个点,这时,就可以选取600kN(生产厂家:HBM,编号1076,测量范围为50kN~600kN,准确度等级:0.1级)做为核查标准对50kN和400kN点进行核查,同时选择2000kN的传感器式标准测力仪(生产厂家:HBM,编号7682,测量范围为50kN~1000kN,准确度等级:0.1级)。

(2) 实验室内部比对法具体应用方法

实验室内部比对法实质上可以理解为实验室间比对法和传递比较法的变形。故由公式(2-1)和公式(2-2)变形可得实验室内部比对法的两个公式。

当考核标准与被考核标准的准确度等级相同时,每个核查点的测量结果均应满足:

仪器校准公式1

    如果各个核查点的测量结果都满足公式(2-3),则被核查对象稳定性符合要求;反之,如果测量结果不能满足公式(2-3),则被考核标准稳定性存在问题。

    当考核标准与被考核标准的准确度等级相同时,每个核查点的测量结果均应满足:

 仪器校准公式

(3)  实验室内部比对法的核查周期与核查结果处理

期间校验间隔如果过长,则测力仪的可靠性风险较大,核查结果异常时需要追溯的时间也较长,工作量也会较大;而间隔太短的话,又会造成不必要的浪费。

实际上期间校验的选择不是固定的,工作中可以根据核查对象的稳定性自主选择核查周期。采用上述方法核查时,一般4~6个月一次即可。

当发现问题后,应立即停用该设备,对原因进行分析,进一步采取适当的恢复措施,必要时返厂检修或者直接报废。经过调整后的测力仪应经重新检定或仪器校准后,方可再次使用。此外,还应追溯上次检定(仪器校准)或核查以来根据该测力仪所出具的报告,分析其可靠性,必要时采用纠正措施。

2、实验室内部比对法的可操作性验证

(1) 核查标准为同级别标准器时的实验室内部比对法

以世通仪器计量测试所的百分表式标准测力仪为核查对象,其测量范围为(10~100)kN,准确度等级为0.3级。

核查用标准器选用该所的传感器式标准测力仪,其测量范围为(5~100)kN,准确度等级为0.3级。

 

选取20kN、40kN、80kN三个点作为核查点。

选取一工作测力仪——测力环ES-100A(编号001,准确度等级:1级)为被测对象。

首先,将百分表式标准测力仪和被测对象安放在路面强度测试仪上,并将被测对象安放好。在最大载荷下预压三次,调整使被测对象处于工作状态。

先对20kN点进行核查。以百分表式标准测力仪的标准数为准,缓慢加压,读出当百分表式标准测力仪达到20kN时,被测对象对应的显示数值。在重复性条件下,对被测对象在重复测量10次,所得数据如表2-1:

仪器校准结果对比2

然后使用传感器式标准测力仪(编号:0043)在重复性条件下,对被测对象在20kN点重复测量10次,所得数据如表2-2:

 仪器校准结果对比3

将测量数据带入公式公式(2-3)、公式(2-5)计算得:

 仪器校准公式3

故该核查点符合期间校验的要求。

采用同样的方法,可对核查点40kN、80kN进行测量,得到下表2-3、表2-4、表2-5、表2-6:

 仪器校准结果对比4仪器校准结果对比5

对40kN、80kN核查点,将上述表中数据代入公式(2-5)、公式(2-3)计算,均满足公式(2-3),故40kN、80kN两核查点符合期间校验的要求。

由于三个核查点测量结果均符合要求,故被核查对象符合稳定性要求。

(2) 核查标准为高级别标准器时的实验室内部比对法

当实验室内部具有更高级别的标准测力仪时,我们可选用高级别的标准测力仪作为核查用计量器具。

同样以型百分表式标准测力仪为例,核查标准选用该所的传感器式标准测力仪,其测量范围为(10~300)kN,准确度等级为0.1级,选取20kN,40kN、80kN作为核查点。

先对20kN点进行核查,以百分表式标准测力仪的标准数为准,缓慢加压,读出当百分表式标准测力仪达到20kN时,被测对象对应的显示数值。在重复性条件下,对被测对象在重复测量10次,所得数据见表2-1。

然后使用0.1级传感器式标准测力仪,在重复性条件下,对被测对象在20kN点重复测量10次,所得数据如表2-7:

 仪器校准结果对比6

根据公式(2-4),分别计算公式(2-3)两端的结果。

 仪器校准公式4

符合公式(2-4),故该核查点符合稳定性要求。

采取同样的方法可对另外40kN、80kN点进行核查,测量结果见下表2-8、2-9:

 仪器校准结果对比7仪器校准结果对比8

将40kN、80kN两核查点的测量数据分别代入公式(2-4)、(2-5)计算,结果符合公式(2-4)要求,则40kN、80kN两核查点符合期间校验的要求。由于三个核查点测量结果均符合要求,故被核查对象符合稳定性要求。通过上面两个例子可以看出实验室内部比对法具有可操作性,完全可以在实际中得到应用。

需要说明的是,工作用测力环和百分表式标准测力仪不同,没有球座结构,故可以直接测量。此外,如果核查对象为量程较大的标准测力仪(如2000kN的标准测力仪,其测量范围一般为200kN~2000kN),超出了路面强度测试仪的使用范围(0~100kN),这种情况下则需要借助大吨位的万能材料试验机来进行。


我们从保持标准测力仪稳定性的角度出发,在简要介绍了常见的标准测力仪及其工作原理的基础上,对标准测力仪期间校验的方法进行了研究,分析了现有方法的不足,并结合标准测力仪的情况和工作特点,提出了“实验室内部比对法”,并给出了具体应用实例。该方法对标准测力仪的期间校验具有重要意义,同时,对其他仪器计量的期间校验也是一种启发,具有较强的参考价值。

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