線材扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)的運動次數(shù)量值傳遞及影響量研究

馬興 郭貴勇

【摘 要】介紹了線材扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)的工作原理和用途，建立了線材扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)的運動次數(shù)校準(zhǔn)結(jié)果的測量模型，分析了各不確定度分量主要來源。結(jié)合測量實例具體數(shù)據(jù)，對其合成不確定度進(jìn)行分析評定，對各不確定度分量進(jìn)行計算并得出合成不確定度和擴(kuò)展不確定度，最終可得出該項目的校準(zhǔn)測量能力，為我國鋼鐵和冶金等行業(yè)提供的技術(shù)支撐。

【關(guān)鍵字】線材扭轉(zhuǎn)試驗機(jī);量傳傳遞;影響量;不確定度評定

中圖分類號： TH871 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）34-0119-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.34.053

Research on Performance Impact and Valve Transfer of Motion Number for Wire Torsion Testing Machine

MA Xing1，2 GUO Gui-yong1，2

（1.Fujian Metrology Institute， Fujian Fuzhou 350003， China;

2.Fujian Provincial Key Laboratory of Force Measurement， Fujian Fuzhou 350100， China）

【Abstract】This paper introduces the working principle and application of wire torsion testing machine， establishes the measurement model of the calibration results of wire torsion testing machine， analyzes the main sources of each uncertainty component， analyzes and evaluates the synthetic uncertainty combined with the concrete data of the measurement example， calculates each uncertainty component， obtains the synthetic uncertainty and extended uncertainty. Finally， the calibration and measurement ability of the project can be obtained. Overall， this paper can provide strong technical support for steel and metallurgy of other industries in our country.

【Key words】Wire Torsion Testing Machine; Valve Transfer; Performance Impact; Evaluation of Uncertainty

0 引言

線材扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)是適用于測定直徑（或特征尺寸）為0.1-14.0mm 的金屬線材在單向或雙向扭轉(zhuǎn)中承受塑性變形的能力及顯示線材表面和內(nèi)部的缺陷。根據(jù)企業(yè)用戶對該產(chǎn)品工藝和使用條件的實際要求，高強(qiáng)度纜索用鋼、高鐵用長材產(chǎn)品材料的抗扭性能顯得十分重要。此外，在工業(yè)用材料性能表征領(lǐng)域，工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)研究了基于拉伸、疲勞、沖擊、斷裂等標(biāo)準(zhǔn)化的試驗方法，具有較為完備的對材料軸向加載研究其強(qiáng)塑性能，然而對于材料的扭轉(zhuǎn)韌性，尤其是對于直徑在10mm以下的橋梁纜索用鋼，目前的扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)一般只是記錄扭斷圈數(shù)等半定量指標(biāo)，可以說是處于工藝類試驗的階段，因此有必要對扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)的一些關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行分析研究，最終提升其整機(jī)性能，從而為相關(guān)領(lǐng)域提供重要技術(shù)數(shù)據(jù)支撐。

1 線材扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)的校準(zhǔn)

2 線材扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)的運動次數(shù)測量結(jié)果的不確定度評定

2.1 測量模型：n=n

2.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定

2.2.1 輸入量n的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（n）的評定：其不確定度來源主要是測量重復(fù)性引入的不確定度u1（n），可以A類方法評定u1（n）;高精度標(biāo)準(zhǔn)智能測速頻率儀準(zhǔn)確度引入的不確定度u2（n），可以B類方法評定u2（n）

（1）選取一線材扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)，將計數(shù)器預(yù)置于100次，用高精度標(biāo)準(zhǔn)智能測速頻率儀對其運動次數(shù)進(jìn)行三次測量，得到測量值如表1所示：

其所求的平均值：n=n=100（次）

單次實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差：極差法計算（系數(shù)C=1.69）：s=0/1.69=0.0（次）

實際測量中是在重復(fù)性條件下測量3次，取其值為測量結(jié)果。

則u1（n）===0.0（次）

（2）高精度標(biāo)準(zhǔn)智能測速頻率的準(zhǔn)確度等級為0.01級，估計為均勻分布，取三次測量的平均值為標(biāo)準(zhǔn)值，其引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

u2（n）===0.01（次）

（3）把u1（n）與u2（n）兩項合成，則u（n）==0.01（次）

2.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

2.3.1 靈敏系數(shù)：由：n=n得

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表，見表2

2.3.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算：

uc（n）=uc（n）=0.1（次）

2.4 擴(kuò)展不確定度的評定：取包含因子k=2，則U=k·uc=1（次）

2.5 擴(kuò)展不確定度的報告與表示

線材扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)的運動次數(shù)設(shè)定100次的測量結(jié)果擴(kuò)展不確定度為U=1次，它是由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc=0.1次和包含因子k=2之乘積得到。

線材扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)轉(zhuǎn)速在（1～300）r/min范圍內(nèi)可調(diào)，運動次數(shù)可在（0～500）次內(nèi)調(diào)整，所配砝碼有（2～500）N不等，均可依據(jù)上述評定方法進(jìn)行不確定度評定。

3 結(jié)語

保證線材扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)的準(zhǔn)確性，通過校準(zhǔn)等方法實現(xiàn)量值的溯源性，在鋼鐵和冶金等行業(yè)的質(zhì)量控制中起到重要作用;本文介紹我院對線材扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)方法和不確定度評定方法。

【參考文獻(xiàn)】

[1]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 239.1-2012，金屬材料線材第1部分：單向扭轉(zhuǎn)試驗方法[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[2]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 239.2-2012，金屬材料線材第1部分：雙向扭轉(zhuǎn)試驗方法[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[3]中華人民共和國機(jī)械工業(yè)部.JJG（機(jī)械）178-94，線材扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.