扭矩扳手示值誤差測量不確定度評定

丁鳳文

無錫市計量測試院 江蘇無錫 214101

1 測量的條件

（1）測量依據(jù)：JJG 707-2014《扭矩扳子檢定規(guī)程》。（2）測量環(huán)境條件：溫度（20±5）℃，相對濕度≤80%RH，無影響正常工作的振動，無強電磁干擾。

2 測量過程

本次評定取3級，（20-100）N·m，分度值為1N·m的ZNB100A型扭矩扳子作對象?，F(xiàn)校準(zhǔn)點為60N·m。開機穩(wěn)定后，選加載方向，將被測對象的扳接頭同軸連接到標(biāo)準(zhǔn)器的承扭孔內(nèi)，預(yù)扭后調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)器的零位，將扳手設(shè)置于預(yù)置值處作為測量點，然后緩慢施加扭矩，使扳手產(chǎn)生指示動作，在標(biāo)準(zhǔn)裝置上直接讀出扭矩值，檢定點不少于3個點，如此每個測量點重復(fù)性的測量10次[1]。

3 數(shù)學(xué)模型

4 不確定度分量的評定

4.1 來自標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度

根據(jù)檢定證書，扭矩扳子檢定儀的示值誤差以零為中心，區(qū)間為±1．0%的范圍內(nèi)，呈均勻分布，區(qū)間半寬度為1．0%× ，用B類方法進行評定，計算式：

4.2 不確定度項

此輸入量的不確定來源包括測量過程中標(biāo)準(zhǔn)裝置的示值重復(fù)性及其零位調(diào)整、被測對象的溫度特性、扭矩扳子和標(biāo)準(zhǔn)裝置之間的連接方式及施扭位置的影響等等，綜合體現(xiàn)于對該扭矩扳子測量示值的測量重復(fù)性中[3]。上述不確定影響因素的作用是同時體現(xiàn)、密不可分，對這些不確定度分項不單獨評定，由標(biāo)準(zhǔn)差確定這些因素綜合產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，實質(zhì)上的評定僅是示值分散性的評定，與評定的內(nèi)容相互獨立。該項來源可以從重復(fù)性中計算得出，為A類分量，對被檢扭矩扳子作10次檢定，在測量點數(shù)據(jù) (單位：N·m)分別為 59．5，59．6，59．8，59．4，59．9，59．5，59．9，59．8，59．6，60．0，所以：

實際測量情況是以三次測量值的算術(shù)平均值為測量結(jié)果，則可以得到：

由于操作者的習(xí)慣手法及指針與刻度間有距離，對于指示式扭矩扳子，通常檢定點選擇有刻度線的扭矩點，估讀至扭矩扳子分度值的1/10，B類，均勻分布，ZNB100A型扭矩扳子的分度值為1N·m，得：

4.3 不確定度項

4.4 不確定度項

由于采用數(shù)字式標(biāo)準(zhǔn)裝置，在運算時對檢定結(jié)果修約至標(biāo)準(zhǔn)扭矩值的分度值，取或舍的修約誤差為標(biāo)準(zhǔn)裝置分度值的1/2，B類，均勻分布，得：

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

5.1 主要不確定度匯總表

不確定度來源 符號 B類評定 標(biāo)準(zhǔn)不確定度值半?yún)^(qū)間 分布 kp標(biāo)準(zhǔn)裝置0.5774% 1 0.5774%示值重復(fù)性0.1977% 1 0.1977%扭矩讀數(shù)誤差0.0962% 1 0.0962%計算修約取舍0.1667% 均勻0.0481% 1 0.0481%0.0833% 均勻

5.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算

以上各項標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量是互不相關(guān)的，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

5.3 擴展標(biāo)準(zhǔn)不確定度計算

6 結(jié)語

通過上述內(nèi)容，我們可以發(fā)現(xiàn)扭矩扳手在工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，對扭矩扳手不確定度進行分析，找出影響不確定度的各種因素，并對不確定度進行評估，這樣的評定結(jié)果才可作為相關(guān)使用人員及計量校準(zhǔn)人員的參考數(shù)據(jù)。