作動(dòng)器校準(zhǔn)規(guī)范編寫(xiě)說(shuō)明主要起草人：沙磊規(guī)范起草組2022年09月《作動(dòng)器校準(zhǔn)規(guī)范》編制說(shuō)明一、任務(wù)來(lái)源2022年6月，起草單位：吉林省計(jì)量科學(xué)研究院正式向省廳提交了《作動(dòng)器校準(zhǔn)規(guī)范》立項(xiàng)申請(qǐng)書(shū)。近年來(lái)我院專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員多次和汽車(chē)、軌道客車(chē)領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行技術(shù)交流，對(duì)相關(guān)企業(yè)的多種作動(dòng)器設(shè)備進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，結(jié)合各種實(shí)際情況參考了幾種國(guó)家級(jí)檢定規(guī)程、校準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)企業(yè)的作動(dòng)器設(shè)備進(jìn)行了校準(zhǔn)。由于我省這兩個(gè)行業(yè)的發(fā)展特別迅速，對(duì)于作動(dòng)器的校準(zhǔn)需求日益上漲，而目前國(guó)內(nèi)，并沒(méi)有該設(shè)備的檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范，針對(duì)這種情況，我院請(qǐng)示省廳后，決定撰寫(xiě)該項(xiàng)目的地方校準(zhǔn)規(guī)范。我院于2022年1月已經(jīng)開(kāi)始了該項(xiàng)目的各項(xiàng)準(zhǔn)備和試驗(yàn)工作，于6月聘請(qǐng)國(guó)內(nèi)技術(shù)機(jī)構(gòu)和行業(yè)7名專(zhuān)家組成論證組對(duì)該項(xiàng)目的進(jìn)行了論證，結(jié)論為同意該地方校準(zhǔn)規(guī)范制定。于９月啟動(dòng)該項(xiàng)目編制報(bào)批工作，嚴(yán)格按照J(rèn)JF1071—2010《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫(xiě)規(guī)則》和JJF1001、JJF1059等文件的要求，開(kāi)展技術(shù)規(guī)范起草工作。二、立項(xiàng)必要性作動(dòng)器是實(shí)施振動(dòng)主動(dòng)控制的關(guān)鍵部件，是主動(dòng)控制系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。作動(dòng)器又名激振器，用于進(jìn)行動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)，是動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)的出力裝置。作動(dòng)器的作用是按照確定的控制規(guī)律對(duì)控制對(duì)象施加控制力。隨著振動(dòng)主動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展,對(duì)作動(dòng)器的要求愈來(lái)愈高。近年來(lái),在傳統(tǒng)的流體作動(dòng)、氣體作動(dòng)器和電器作動(dòng)器的基礎(chǔ)上，研究開(kāi)發(fā)出了多種智能型作動(dòng)器，如壓電陶瓷作動(dòng)器、壓電薄膜作動(dòng)器、電致伸縮作動(dòng)器、磁致伸縮作動(dòng)器、形狀記憶合金作動(dòng)器、伺服作動(dòng)器和電流變流體作動(dòng)器等。這些作動(dòng)器的出現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)高精度的振動(dòng)主動(dòng)控制提供了必要條件。我省的汽車(chē)、軌道客車(chē)行業(yè)的配套零部件企業(yè)對(duì)此設(shè)備的校準(zhǔn)有極大的需求缺口。此前我院及幾個(gè)汽車(chē)、客車(chē)行業(yè)發(fā)達(dá)的兄弟省份計(jì)量院，都是參考專(zhuān)用工作測(cè)力機(jī)、工作測(cè)力儀的校準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行校準(zhǔn)，該規(guī)范的制定能基本解決設(shè)備校準(zhǔn)的依據(jù)問(wèn)題。規(guī)范制定后，可以改變目前作動(dòng)器無(wú)法實(shí)現(xiàn)量值溯源的情況，為作動(dòng)器的校準(zhǔn)工作提供可靠的技術(shù)依據(jù)，從而保證作動(dòng)器量值的一致性和準(zhǔn)確性，具有重大社會(huì)效益。三、規(guī)范制定計(jì)劃1.規(guī)范修訂任務(wù)批準(zhǔn)立項(xiàng)后，起草小組在思想上、技術(shù)上、資料上作了充分的準(zhǔn)備工作。2.起草小組對(duì)MTS\Honeywell\GTM等作動(dòng)器的主要生產(chǎn)廠家的國(guó)內(nèi)代理商和銷(xiāo)售企業(yè)、檢定機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量的調(diào)研并廣泛聽(tīng)取了意見(jiàn)，對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)狀況、出廠檢驗(yàn)方法、作動(dòng)器校準(zhǔn)規(guī)范的溯源方法有了較深的了解和認(rèn)識(shí)。3.規(guī)范起草人在調(diào)研和聽(tīng)取意見(jiàn)的基礎(chǔ)上，在起草小組內(nèi)部進(jìn)行征求意見(jiàn)并討論相關(guān)問(wèn)題，根據(jù)起草小組的討論結(jié)果及時(shí)進(jìn)行修改，通過(guò)實(shí)驗(yàn)形成數(shù)據(jù)支撐，編寫(xiě)完成初稿。四、編制原則及技術(shù)依據(jù)1、編制原則規(guī)范起草組在制定該規(guī)范的過(guò)程中，按以下原則完成規(guī)范的起草工作：（1）參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)，并盡量與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)保持一致，保證規(guī)范的先進(jìn)性和可行性；（2）在校準(zhǔn)用設(shè)備的選擇上，既要采用先進(jìn)的儀器設(shè)備，性能可靠，又要考慮經(jīng)濟(jì)性和現(xiàn)場(chǎng)使用的便捷性；（3）在校準(zhǔn)方法的設(shè)計(jì)上，既要保證主要技術(shù)指標(biāo)的有效檢測(cè)，又要力求經(jīng)濟(jì)適用，操作方便。2、技術(shù)依據(jù)規(guī)范編制過(guò)程中重點(diǎn)參考了以下規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)：JJG455-2000《工作測(cè)力儀檢定規(guī)程》JJF1134-2005《專(zhuān)用工作測(cè)力機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范》JJF1305-2011《線位移傳感器校準(zhǔn)規(guī)范》五、主要技術(shù)內(nèi)容規(guī)范的主要內(nèi)容包括：1）范圍，規(guī)定本規(guī)范適用的范圍；2）引用文件，編制本規(guī)范所引用的規(guī)范、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)；3）術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位，定義本規(guī)范所出現(xiàn)的專(zhuān)用術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位；4）概述，簡(jiǎn)要敘述作動(dòng)器的工作原理和組成；5）計(jì)量性能，規(guī)定作動(dòng)器的力值準(zhǔn)確度等級(jí)和位移不確定度要求；6）校準(zhǔn)條件，規(guī)定校準(zhǔn)時(shí)的環(huán)境條件和校準(zhǔn)使用的主標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備；7）校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法，規(guī)定校準(zhǔn)項(xiàng)目、校準(zhǔn)步驟和校準(zhǔn)結(jié)果計(jì)算；8）校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)，規(guī)定校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)方式及內(nèi)容；9）復(fù)測(cè)時(shí)間間隔，建議作動(dòng)器的復(fù)校時(shí)間間隔；10）附錄，包括校準(zhǔn)記錄的參考格式和校準(zhǔn)證書(shū)（內(nèi)頁(yè)）參考格式，力值及位移的測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定示例。六、規(guī)范內(nèi)容要點(diǎn)說(shuō)明1、適用范圍本規(guī)范適用于液壓伺服作動(dòng)器、氣體作動(dòng)器、電器作動(dòng)器、電陶瓷作動(dòng)器等各類(lèi)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)作動(dòng)器）的校準(zhǔn)，其他原理的作動(dòng)器也可參考本規(guī)范執(zhí)行。2、引用文件術(shù)語(yǔ)定義引用和參考了JJG455-2000《工作測(cè)力儀檢定規(guī)程》、JJF1134-2005《專(zhuān)用工作測(cè)力機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范》、JJF1305-2011《線位移傳感器校準(zhǔn)規(guī)范》等相關(guān)內(nèi)容。3、概述描述了作動(dòng)器的用途、原理、結(jié)構(gòu)和使用情況。4、計(jì)量特性4.1外觀：作動(dòng)器應(yīng)有永久性銘牌。銘牌上應(yīng)有：名稱(chēng)、型號(hào)、規(guī)格、準(zhǔn)確度等級(jí)、制造廠名、出廠編號(hào)及日期。作動(dòng)器應(yīng)安裝在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，其工作環(huán)境應(yīng)清潔，應(yīng)具有足夠的剛性和試驗(yàn)空間以便進(jìn)行各種試驗(yàn)。作動(dòng)器無(wú)永久變形和可見(jiàn)的外部滲油。4.2試驗(yàn)力載荷：壓向≤5000kN，拉向≤500kN，（力值校準(zhǔn)范圍并無(wú)硬性規(guī)定，如作動(dòng)器原理相同或相似，大力值作動(dòng)器也可參考本規(guī)范）進(jìn)行分檔標(biāo)定，示值精度每檔量程20%起±1%或±2%。校準(zhǔn)方向：壓向?yàn)檎?。施加試?yàn)力的過(guò)程應(yīng)平穩(wěn)、連續(xù)、無(wú)沖擊和顫動(dòng)現(xiàn)象。4.3負(fù)荷傳感器,過(guò)載能力150%，示值精度±1%或±2%。4.4作動(dòng)器位移：0~3000mm以內(nèi)，示值精度20%起±0.5%FS。位移傳感器必須與作動(dòng)器同軸安裝。4.5作動(dòng)器整體應(yīng)包含但不限于：主機(jī)框架（含作動(dòng)器主體），伺服閥，負(fù)荷傳感器（拉力壓力），位移傳感器，油源（氣源），電機(jī)，高壓泵，控制系統(tǒng)等部件。5、校準(zhǔn)條件5.1環(huán)境條件溫度：（10～35）℃，相對(duì)濕度：不大于80%5.2標(biāo)準(zhǔn)器5.2.1標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀及配套儀表一套：準(zhǔn)確度等級(jí)0.3級(jí)；5.2.2激光跟蹤儀，絕對(duì)測(cè)距（ADM)誤差：MPE：(16μm+0.810L)；數(shù)顯千分表，MPE:3μm5.2.3如需校準(zhǔn)拉向力，需要有與作動(dòng)器相匹配的鏈接螺栓、拉環(huán)、千斤頂及拉向力校準(zhǔn)裝置。5.2.4專(zhuān)用砝碼，力值允差：±0.1%6、校準(zhǔn)方法6.1外觀通過(guò)目測(cè)、手感等方法，檢查作動(dòng)器主體整潔，標(biāo)識(shí)清晰，結(jié)構(gòu)完整。6.2試驗(yàn)力載荷安裝相應(yīng)量程的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀，使其受力軸線與作動(dòng)器工作軸線相重合，且與作動(dòng)器緊密相連顯示零點(diǎn)。如作動(dòng)器工作方向不與地面垂直，則需用方箱、夾具、墊片等配套工具，固定作動(dòng)器主體，使其可以在該位置穩(wěn)定工作，不產(chǎn)生影響校準(zhǔn)結(jié)果的位移和振動(dòng)。沿受力方向施加標(biāo)準(zhǔn)力，以測(cè)力下限為初始點(diǎn)，其校準(zhǔn)點(diǎn)間隔一般取上限的20%，在測(cè)力范圍內(nèi)，一般均勻取點(diǎn)，不少于5個(gè)點(diǎn)。一般取上限的20%，40%，60%，80%，100%等5個(gè)點(diǎn)。然后沿受力軸線逐點(diǎn)遞增標(biāo)準(zhǔn)力值，至各校準(zhǔn)點(diǎn)示值穩(wěn)定后，記錄相應(yīng)的數(shù)值，至力值上限，該過(guò)程校準(zhǔn)進(jìn)行3次。每次校準(zhǔn)都要調(diào)零，每次校準(zhǔn)過(guò)程結(jié)束后，隔30秒，再進(jìn)行后續(xù)測(cè)量。表1校準(zhǔn)項(xiàng)目序號(hào)校準(zhǔn)項(xiàng)目說(shuō)明1外觀符合校準(zhǔn)要求即可2試驗(yàn)力載荷示值進(jìn)程實(shí)測(cè)平均值校準(zhǔn)報(bào)告上僅給出其中之一項(xiàng)及相應(yīng)不確定度示值相對(duì)誤差示值重復(fù)性相對(duì)誤差3位移示值誤差校準(zhǔn)報(bào)告上僅給出其中之一項(xiàng)及相應(yīng)不確定度重復(fù)性以專(zhuān)用砝碼或標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀為準(zhǔn)，在作動(dòng)器上讀數(shù),各項(xiàng)誤差按公式計(jì)算，校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)符合規(guī)定要求。6.3位移6.3.1長(zhǎng)度測(cè)量軸（Z軸）示值誤差6.3.1.1以數(shù)顯千分表為標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量作動(dòng)器測(cè)量范圍（0~150）mm長(zhǎng)度測(cè)量軸示值誤差用數(shù)顯千分表為標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn)。在測(cè)量范圍內(nèi)至少選取均勻分布的5點(diǎn)作為校準(zhǔn)點(diǎn)。在作動(dòng)器伸縮方向安裝固定好千分表，要保持?jǐn)?shù)顯千分表與移動(dòng)方向平行，千分表安裝在作動(dòng)器的移動(dòng)液壓軸上，要確保千分表與測(cè)量軸保持平行，在作動(dòng)器起始位置將數(shù)顯千分表及作動(dòng)器顯示器清零，移動(dòng)作動(dòng)器的移動(dòng)軸向位移至各校準(zhǔn)點(diǎn)，作動(dòng)器示值與作動(dòng)器的示值之差即為各點(diǎn)示值誤差，上述過(guò)程重復(fù)測(cè)量3次，取平均值作為測(cè)量結(jié)果，測(cè)量結(jié)果中取其最大值為長(zhǎng)度測(cè)量軸的示值誤差。6.3.1.2以跟蹤儀為標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量作動(dòng)器測(cè)量范圍（150~3000）mm長(zhǎng)度測(cè)量軸示值誤差用激光跟蹤儀為標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn)。在測(cè)量范圍內(nèi)至少選取均勻分布的5點(diǎn)作為校準(zhǔn)點(diǎn)。在作動(dòng)器伸縮方向安裝固定好跟蹤球，跟蹤球安裝在作動(dòng)器的移動(dòng)工作臺(tái)上，在作動(dòng)器起始位置將激光跟蹤儀及作動(dòng)器顯示器清零，移動(dòng)作動(dòng)器的移動(dòng)工作臺(tái)至各校準(zhǔn)點(diǎn)，作動(dòng)器示值與激光跟蹤儀的示值之差即為各點(diǎn)示值誤差，上述過(guò)程重復(fù)測(cè)量3次，取平均值作為測(cè)量結(jié)果，測(cè)量結(jié)果中取其最大值為長(zhǎng)