中華人民共和國國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范靜力單軸試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范第1部分：力值部分CalibrationSpecifi2025-11-05發(fā)布2026-05-05實(shí)施靜力單軸試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范第1部分：力值部分參加起草單位：茲韋克羅睿試驗(yàn)機(jī)科技(上海)有限公司1李萬升(山東省計(jì)量科學(xué)研究院)胡剛(中國計(jì)量科學(xué)研究院)張福平(新疆維吾爾自治區(qū)計(jì)量測試研究院)趙玉成(山東省計(jì)量科學(xué)研究院)黃偉軍[茲韋克羅睿試驗(yàn)機(jī)科技(上海)有限公司]王建國(濟(jì)南鑫光試驗(yàn)機(jī)制造有限公司)孫云海(濟(jì)南中路昌試驗(yàn)機(jī)制造有限公司) 2引用文件 3符號及定義 4概述 5計(jì)量特性 5.1測力系統(tǒng)的特性值 5.2試驗(yàn)機(jī)壓板 6校準(zhǔn)條件 6.1環(huán)境條件 6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備 7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法 7.1總則 7.2校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備 7.3測力系統(tǒng)特性值的校準(zhǔn) 7.4試驗(yàn)機(jī)壓板的檢驗(yàn) 8兩臺標(biāo)準(zhǔn)測力裝置的一致性驗(yàn)證 9校準(zhǔn)結(jié)果 附錄A試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn)原始記錄 附錄B靜力單軸試驗(yàn)機(jī)測力系統(tǒng)測量不確定度評定 工ⅡJJF1071—2010《國家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1001—2011《通用計(jì)量術(shù)語及定義》、JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》共同構(gòu)成支撐本規(guī)范制訂工作的基礎(chǔ)性系列規(guī)范。本規(guī)范制定中修改采用ISO7500-1(第5版):2018《金屬材料靜力單軸試驗(yàn)機(jī)的校準(zhǔn)和檢驗(yàn)第1部分：拉力、壓力試驗(yàn)機(jī)測力系統(tǒng)的校準(zhǔn)和檢驗(yàn)》(Metallicmate-rials—Calibrationandverificationofstaticuniaxialtestcompressiontestingmachines—Calibrationandverificationoftheforce-measuri本規(guī)范為首次發(fā)布。1第1部分：力值部分本規(guī)范適用于靜力單軸試驗(yàn)機(jī)(以下簡稱試驗(yàn)機(jī))力值部分的校準(zhǔn)。本規(guī)范引用了下列文件：JJG144標(biāo)準(zhǔn)測力儀檢定規(guī)程ISO7500-1(第5版):2018金屬材料靜力單軸試驗(yàn)機(jī)的校準(zhǔn)和檢驗(yàn)第1部分：拉力、壓力試驗(yàn)機(jī)測力系統(tǒng)的校準(zhǔn)和檢驗(yàn)(Metallicmaterials—Calibrationandverifica-tionofstaticuniaxialtestingmachines—Part1:Tension/compressiontemachines—Calibrationandverificationoftheforce-measurings凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。符號及其單位、定義見表1。符號定義a%試驗(yàn)機(jī)力指示裝置的相對分辨力%試驗(yàn)機(jī)力施加力點(diǎn)的力指示裝置的相對分辨力%試驗(yàn)機(jī)在零點(diǎn)的力指示裝置的相對分辨力b%%E%%回程力的平均相對誤差評估值%FNNNN被校試驗(yàn)機(jī)力指示裝置顯示的進(jìn)程試驗(yàn)力N被校試驗(yàn)機(jī)力指示裝置顯示的回程試驗(yàn)力2表1(續(xù))符號定義FN幾次測量中力的同一測量點(diǎn)F的算術(shù)平均值NNNq%試驗(yàn)機(jī)力測量裝置的平均示值相對誤差%試驗(yàn)機(jī)力測量裝置的第i次測量的示值相對誤差%%%%第1套標(biāo)準(zhǔn)測力裝置在交叉點(diǎn)檢測到的力指示裝置相對誤差%第2套標(biāo)準(zhǔn)測力裝置在交叉點(diǎn)檢測到的力指示裝置相對誤差rN試驗(yàn)機(jī)力指示裝置的分辨力%第1套標(biāo)準(zhǔn)測力裝置測量結(jié)果的相對擴(kuò)展不確定度%第2套標(biāo)準(zhǔn)測力裝置測量結(jié)果的相對擴(kuò)展不確定度V%試驗(yàn)機(jī)測力系統(tǒng)的示值進(jìn)回程差試驗(yàn)機(jī)是由機(jī)械或液壓系統(tǒng)施加力值，通常包括加力系統(tǒng)、測力系統(tǒng)、變形測量系統(tǒng)、位移測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。主要用于金屬、非金屬材料的力學(xué)性能試驗(yàn)。5.1測力系統(tǒng)的特性值表2給出了與試驗(yàn)機(jī)級別相對應(yīng)的力指示裝置的各種相對誤差、示值重復(fù)性和指示裝置的相對分辨力的最大允許值。一個力指示裝置校準(zhǔn)范圍至少在最大力值的3的級別%示值相對誤差qb示值進(jìn)回程差U零點(diǎn)相對誤差相對分辨力a1士1.5士0.12士3.0士0.23士4.5士0.35.2試驗(yàn)機(jī)壓板5.2.1試驗(yàn)機(jī)壓板的平面度應(yīng)不超過0.01mm/100mm。5.2.2試驗(yàn)機(jī)壓板硬度不低于55HRC。5.2.3在不受力的狀態(tài)下，帶有球頭和球座的上壓板應(yīng)無明顯間隙，且易于調(diào)整至3°的位置。6.1環(huán)境條件6.1.1環(huán)境溫度：(10～35)℃。6.1.3校準(zhǔn)應(yīng)在無影響校準(zhǔn)結(jié)果的污染、振動、噪聲和電磁干擾等環(huán)境中進(jìn)行。6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備6.2.1標(biāo)準(zhǔn)測力裝置：不確定度優(yōu)于被校試驗(yàn)機(jī)示值相對誤差的1/3。6.2.3刀口尺。6.2.5洛氏硬度計(jì)。7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1總則試驗(yàn)機(jī)使用的每個測力范圍和配用的所有力指示裝置均應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。如果試驗(yàn)機(jī)使用可能影響測力系統(tǒng)的輔助裝置(指針、記錄儀等),按7.3.2.3檢驗(yàn)。如果試驗(yàn)機(jī)有幾個測力系統(tǒng)，那么每個系統(tǒng)應(yīng)視為一臺試驗(yàn)機(jī)，如對雙活塞液壓式試驗(yàn)機(jī)，應(yīng)按此處理。對于具有拉和壓兩種模式的試驗(yàn)機(jī)，如果不使用壓向模式，在校準(zhǔn)拉向時，標(biāo)準(zhǔn)測力儀與試驗(yàn)機(jī)若采用螺紋連接，那么校準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)測力儀時，也應(yīng)使用類似的模式(如螺4紋連接)。如果試驗(yàn)機(jī)有兩個試驗(yàn)空間共用一個施力機(jī)構(gòu)和指示裝置，例如，上面試驗(yàn)空間的壓力等于下面試驗(yàn)空間的拉力(反之亦然),則可以只對一個試驗(yàn)空間進(jìn)行校準(zhǔn)。證書上應(yīng)予以注明。在試驗(yàn)機(jī)上安裝拉式標(biāo)準(zhǔn)測力儀時，應(yīng)使彎曲效應(yīng)降至最低。安裝壓式標(biāo)準(zhǔn)測力儀時，為使壓式標(biāo)準(zhǔn)測力儀對中，如果試驗(yàn)機(jī)上沒有連接球座，則應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)測力儀上安裝一個帶有球形壓頭的壓盤。7.2校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備校準(zhǔn)只有在試驗(yàn)機(jī)工作正常情況下才能進(jìn)行。通過目測、手感、操作試驗(yàn)機(jī)，檢查移動橫梁或夾頭的導(dǎo)向部件無明顯的磨損或故障，立柱和橫梁不應(yīng)出現(xiàn)松動現(xiàn)象，施力機(jī)構(gòu)應(yīng)能平穩(wěn)地施加力值。對于模擬式指示裝置，應(yīng)檢查指針是否在零點(diǎn)附近自由平衡；對于使用數(shù)字式指示裝置，應(yīng)檢查一旦低于零點(diǎn)是否立即指示出來，例如通過符號顯示。標(biāo)準(zhǔn)測力儀應(yīng)放置足夠的時間使其達(dá)到穩(wěn)定的溫度。在每次校準(zhǔn)操作過程中，實(shí)驗(yàn)室的溫度波動應(yīng)不超過2℃,必要時，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)測力裝置的要求對讀數(shù)進(jìn)行溫度修正。校準(zhǔn)開始前，試驗(yàn)機(jī)連同安裝好的標(biāo)準(zhǔn)測力裝置應(yīng)從零開始至少預(yù)施加3次最大試驗(yàn)力。7.3測力系統(tǒng)特性值的校準(zhǔn)7.3.1相對分辨力7.3.1.1模擬式指示裝置度盤上的刻線應(yīng)均勻一致，指針的寬度應(yīng)近似等于刻線寬度。指示裝置的分辨力r應(yīng)為指針寬度與兩相鄰刻線中心距(刻度間隔)的比值，推薦比值為1:2、1:5或1:10。需要測定到標(biāo)度盤分度值的1/10時，刻度間隔應(yīng)不小于2.5mm。7.3.1.2數(shù)字式指示裝置在試驗(yàn)機(jī)的電動機(jī)和控制系統(tǒng)均啟動、標(biāo)準(zhǔn)測力儀不受力的情況下，如果數(shù)字式指示裝置的示值變動不大于一個增量，則認(rèn)為其分辨力為一個增量。7.3.1.3讀數(shù)變動如果讀數(shù)變動大于一個增量(在標(biāo)準(zhǔn)測力儀不受力，電動機(jī)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)與控制系統(tǒng)均啟動，可測出所有電噪聲總和的情況下),則應(yīng)認(rèn)為分辨力r等于變動范圍的一半加上一個增量。試驗(yàn)機(jī)的相對分辨力a按公式(1)計(jì)算：應(yīng)判定每一校準(zhǔn)點(diǎn)的相對分辨力。7.3.2力值各種誤差及示值重復(fù)性7.3.2.1應(yīng)使用下述兩種方法之一或組合對測力系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。a)對試驗(yàn)機(jī)施加由其力指示裝置指示的給定力值F,記錄標(biāo)準(zhǔn)測力儀指示的標(biāo)準(zhǔn)5b)對試驗(yàn)機(jī)施加由標(biāo)準(zhǔn)測力儀指示的標(biāo)準(zhǔn)力值F,記錄試驗(yàn)機(jī)力指示裝置指示的在每一組校準(zhǔn)中，所施加的力值沒必要嚴(yán)格相同，但應(yīng)盡可能接近。7.3.2.2力的施加應(yīng)以遞增力進(jìn)行3組校準(zhǔn)，每組校準(zhǔn)應(yīng)至少有5個力值點(diǎn)，并在每個校準(zhǔn)范圍的20%～100%范圍內(nèi)近似等間隔分布。如果對低于校準(zhǔn)范圍上限20%的力值進(jìn)行校準(zhǔn)，應(yīng)補(bǔ)充選擇校準(zhǔn)力值點(diǎn)，每個10倍段(上下限力值之比)至少選擇5個力值點(diǎn)，兩個相鄰力值校準(zhǔn)點(diǎn)之比小于或等于2。例如可近似選擇校準(zhǔn)范圍上限的10%、7%、4%、2%、1%、0.7%、0.4%、0.2%、0.1%等直到校準(zhǔn)范圍下限的力值點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)。最低一個10倍段，沒必要是一個完整的10倍段，也不需要選擇5個校準(zhǔn)點(diǎn)。最低校準(zhǔn)下限不低于以下r的倍數(shù)：——0.5級：400×r;—1級：200×r;——2級：100×r;——3級：67×r。對于帶有自動變換測力范圍指示裝置的試驗(yàn)機(jī)，應(yīng)在每一分辨力不變化的范圍內(nèi)至少施加兩個力。每組校準(zhǔn)前，需要時將標(biāo)準(zhǔn)測力儀旋轉(zhuǎn)120°,并施加一次預(yù)負(fù)荷。每組校準(zhǔn)前應(yīng)調(diào)整零點(diǎn)。零點(diǎn)讀數(shù)應(yīng)在力完全卸除約30s后讀取。按公式(2)計(jì)算出每組校準(zhǔn)值的零點(diǎn)相對誤差：7.3.2.3輔助裝置的檢驗(yàn)應(yīng)根據(jù)是否常用機(jī)械輔助裝置(如指針、記錄儀)的情況，選擇下述一種方法檢驗(yàn)輔助裝置的工作狀態(tài)和摩擦阻力：——常用輔助裝置的試驗(yàn)機(jī)：應(yīng)連接輔助裝置，在所使用的每一測力范圍以遞增力進(jìn)行3組測量；不連接輔助裝置，在所使用的最小測力范圍以遞增力補(bǔ)充一組測量?！怀Ｓ幂o助裝置的試驗(yàn)機(jī)：應(yīng)不連接輔助裝置，在所使用的每一測力范圍以遞增力進(jìn)行3組測量；連接輔助裝置，在所使用最小測力范圍以遞增力補(bǔ)充一組測量。在上述兩種情況下，示值相對誤差q應(yīng)使用常規(guī)的3組測量值計(jì)算，示值重復(fù)性b應(yīng)使用4組測量值計(jì)算?！栽囼?yàn)機(jī)指示的力為準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)時：——以標(biāo)準(zhǔn)測力儀指示的標(biāo)準(zhǔn)力值為準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)時：67.3.2.4活塞位置影響的檢驗(yàn)對于利用液壓傳動原理測量試驗(yàn)力的液壓式試驗(yàn)機(jī)，在所用的最小測力范圍進(jìn)行3組測量期間，檢驗(yàn)活塞處于不同位置時產(chǎn)生的影響。7.3.2.5示值進(jìn)回程差示值進(jìn)回程差只進(jìn)行一組測量。在同一力級對試驗(yàn)機(jī)的進(jìn)回程差進(jìn)行校準(zhǔn)，先遞增加力，然后再相同力級減力，所用的標(biāo)準(zhǔn)測力裝置應(yīng)按JJG144進(jìn)行進(jìn)回程差校準(zhǔn)。a)根據(jù)同一力值點(diǎn)，在遞增力和遞減力時，所得到的差值(見圖1),按下式計(jì)算進(jìn)回程差：b)或者特殊情況下，以標(biāo)準(zhǔn)測力裝置的標(biāo)準(zhǔn)力值為準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)，并按照公式(6)計(jì)算進(jìn)回程差：進(jìn)回程差應(yīng)該在試驗(yàn)機(jī)最小和最大測量范圍進(jìn)行校準(zhǔn)。7.3.2.6示值相對誤差按照公式(7)、(8)、(9)分別計(jì)算每一組校準(zhǔn)力值點(diǎn)的示值相對誤差。按照公式(10)計(jì)算校準(zhǔn)點(diǎn)平均示值相對誤差。7注：下標(biāo)1、2和3表示每個力值點(diǎn)3組校準(zhǔn)的讀數(shù)和計(jì)算次數(shù)。根據(jù)qmax和qmn的差值，按照公式(11)計(jì)算每個校準(zhǔn)點(diǎn)的示值重復(fù)性b:7.4.1用刀口尺和塞尺在兩個相互垂直的方向上檢驗(yàn)試驗(yàn)機(jī)壓板的平面度。7.4.2使用洛氏硬度計(jì)檢驗(yàn)試驗(yàn)機(jī)壓板硬度。7.4.3用傾角儀檢驗(yàn)試驗(yàn)機(jī)壓板的傾斜角度。如校準(zhǔn)同一測量范圍需要使用兩臺標(biāo)準(zhǔn)測力裝置時，獨(dú)立地施加相同的力值分別得到的示值相對誤差的差值，按公式(12)進(jìn)行計(jì)算，不超過表2中給出的試驗(yàn)機(jī)相應(yīng)級別重復(fù)性的規(guī)定值。如果超過規(guī)定值，則更換相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)測力裝置，直到滿足要求。作為一種替代的方法，對每臺標(biāo)準(zhǔn)測力裝置的測量不確到的每一臺標(biāo)準(zhǔn)測力裝置示值相對誤差的差值進(jìn)行比較，并按公式(13)進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)校準(zhǔn)后的試驗(yàn)機(jī)應(yīng)出具校準(zhǔn)證書，校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書上反映，校準(zhǔn)證書應(yīng)至a)標(biāo)題：“校準(zhǔn)證書”;c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識；g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)說明被校對象的h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進(jìn)行j)本次校準(zhǔn)所用測量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性及有效性說明；1)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明；n)校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識；810復(fù)校時間間隔用戶可根據(jù)實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時間間隔，建議復(fù)校時間間隔為1年。o試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn)原始記錄單位名稱：地址：證書號：制造廠型號規(guī)格出廠編號準(zhǔn)確度等級溫度℃濕度標(biāo)準(zhǔn)器名稱證書號有效期至測量范圍不確定度校準(zhǔn)日期校準(zhǔn)結(jié)果零點(diǎn)誤差活塞位置影響力值驗(yàn)力()回程值復(fù)性%回程差%分辨力%相對擴(kuò)展不確定度123123123平均值遞增力遞減力單位名稱：地址：證書號：最大試驗(yàn)力()回程值示值重復(fù)性%回程差%分辨力%相對擴(kuò)展不確定度123l23123平均值遞增力遞減力平面度硬度傾角靜力單軸試驗(yàn)機(jī)測力系統(tǒng)測量不確定度評定對試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)時，利用規(guī)定的極限值或者讀數(shù)值可以計(jì)算測力系統(tǒng)的不確定度。一般地說，將校準(zhǔn)時得到的示值誤差當(dāng)作已知的固有誤差是不進(jìn)行修正的，如果示值誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)，則合理地期望估計(jì)的相對誤差E在某一區(qū)間內(nèi)，即：E=q±U,q為相對示值誤差，U為擴(kuò)展不確定度。B.2遞增力B.2.1平均相對誤差的估計(jì)試驗(yàn)機(jī)指示力的平均相對誤差的最佳估計(jì)值是相對示值誤差q。與該平均相對誤差的最佳估計(jì)值相聯(lián)系的是擴(kuò)展不確定度U,按式(B.1)計(jì)算：式中：k——包含因子；uc——合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；u?~un——相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。(包括與重復(fù)性、分辨力和傳遞標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。其他需要考慮的不確定度分量可能還包括施力端部的影響和操作者的影響。)B.2.2重復(fù)性與重復(fù)性相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度urep是估計(jì)的相對誤差平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按式(B.2)計(jì)算：式中：n——每一標(biāo)稱力值的讀數(shù)次數(shù)；q;——標(biāo)稱力值的測量相對誤差，%;q——標(biāo)稱力值測量相對誤差的平均值，%。B.2.3分辨力在試驗(yàn)機(jī)每一個力值校準(zhǔn)點(diǎn)上，由分辨力引入的不確定度是以下兩個分量的方和根：在每一個施力點(diǎn)，試驗(yàn)機(jī)力指示裝置分辨力引入的不確定度分量，由相對分辨力ar除以2倍的√3給出；在零點(diǎn)，試驗(yàn)機(jī)力指示裝置分辨力引入的不確定度分量，由相對分辨力az除以由分辨力引入的總不確定度，按式(B.3)計(jì)算：B.2.4傳遞標(biāo)準(zhǔn)與傳遞標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ustd,按式(B.4)計(jì)算：式中：Ustd——相應(yīng)傳遞標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)不確定度；A、B和C——分別為溫度、漂移和多項(xiàng)式曲線的線性近似的影響分量。B.2.5擴(kuò)展不確定度考慮了所有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度以后(包括上面提到的其他影響分量),將合成不確定度uc乘以包含因子k即得到擴(kuò)展不確定度U。盡管k也可用有效自由度計(jì)算，但推薦取k=2。估計(jì)的平均相對誤差E,可以合理地期望位于下式區(qū)間之內(nèi)：E=q±U由此得到的平均力值可用下式表示：F≈F;—F;(q±U)(B.6)B.3遞減力對于遞減力，合成不確定度u'是通過計(jì)算不確定度分量q和v得出的。假設(shè)不確定分量v與遞增力時的示值誤差q的不確定度分量相同。合成不確定度u′可以按下式進(jìn)行估計(jì)：u′=√2×uc合成不確定度u′乘以包含因子k得到擴(kuò)展不確定度U′。估計(jì)的平均相對誤差E',可以合理地期望位于下式區(qū)間之內(nèi)：E′=(q+v)±U'式中：q——遞增力時的相對示值誤差；v——進(jìn)回程相對誤差。由此得到的平均遞減力值F′可用公式表示：