摘 要：在實(shí)際的工作中，材料試驗(yàn)機(jī)需要經(jīng)過檢定和校準(zhǔn)才能夠投入使用，而國家標(biāo)準(zhǔn)中對于檢定所用的加載方式并沒有明確的規(guī)定，使檢定的結(jié)果出現(xiàn)偏差?；诖?，筆者選用三臺不同量程的力傳感器和電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，明確測試速度對試驗(yàn)力示值誤差造成的影響，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，測試速度會對示值誤差造成影響，在檢定的過程中，對于不能連續(xù)加載的試驗(yàn)機(jī)來說，使用低速連續(xù)加載方式能夠獲取較為準(zhǔn)確的示值誤差。

關(guān)鍵詞：材料試驗(yàn)機(jī)；試驗(yàn)力；示值誤差

前言：有關(guān)人員在對材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)的時候，主要將JJG475-2008以及JJG139-1999這兩個國家規(guī)定規(guī)程作為基礎(chǔ)，這兩個規(guī)程中指出，示值誤差的檢定要通過持續(xù)加載的方式進(jìn)行，但是具體的加載方式和加載速度卻沒有指出。大多數(shù)材料試驗(yàn)機(jī)都采用逐步加載方式進(jìn)行檢定，但是對于不能控制速度或者不能逐步加載的試驗(yàn)機(jī)，其檢定工作存在較大的難度，很容易得出錯誤的示值誤差，影響檢定的結(jié)果。

1.試驗(yàn)對象與試驗(yàn)過程

1.1試驗(yàn)對象

本文選用0.1級10kN、100kN以及600kN量程的三臺力傳感器作為試驗(yàn)儀器，進(jìn)行600kN電子萬能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)的示值測量。應(yīng)用的三臺力傳感滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的檢定要求，均為0.1級合格。10kN力傳感器的測量范圍在1-10kN；100kN力傳感器的測量范圍在10-100kN；600kN力傳感器的測量范圍在60-600kN。被測量的材料試驗(yàn)機(jī)的型號是ZWICK/ROLL Z600，其測量范圍在2.4-600kN，能夠用電腦進(jìn)行其加載方式及速度的控制。為了獲取不同測試速度對材料試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)力示值誤差的影響，本文將控制方式設(shè)定為連續(xù)加載以及逐步加載這兩種，這樣就可以得到不同加載方式和不同測試速度下的示值誤差，能夠使試驗(yàn)結(jié)果更為全面。

1.2試驗(yàn)過程

筆者分別使用三臺力傳感器進(jìn)行材料試驗(yàn)機(jī)的分段檢定，檢定的量程分別是2.4-10kN、10-100kN以及100-600kN。整個檢定過程完全按照J(rèn)JG475-2008的要求進(jìn)行，其中，實(shí)驗(yàn)室的溫度控制在20 1℃；濕度控制在50 5%RH；測試速度由電腦進(jìn)行控制，測試的速度分別為0.05mm/min、0.2mm/min以及1mm/min。連續(xù)加載方式主要是在規(guī)定的速度下，持續(xù)加載到量程的上限；逐漸加載是在力值到達(dá)被測點(diǎn)之后，穩(wěn)定10秒再進(jìn)行加載。本文所用的被測點(diǎn)是在三個檢定量程范圍內(nèi)平均取值所得，將被測點(diǎn)的試驗(yàn)力進(jìn)行記錄，計(jì)算出最終的示值誤差[1]。

2.試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1試驗(yàn)結(jié)果

使用量程為2.4-10kN的力傳感器測量時，結(jié)果如下：在2.4kN的測量點(diǎn)處，以連續(xù)加載方式試驗(yàn)時，0.05mm/min速度下，示值誤差為0.18%；0.2mm/min速度下，示值誤差為0.49%；1mm/min速度下，示值誤差為1%。以逐步加載方式試驗(yàn)時，0.05mm/min速度下，示值誤差為0.14%；0.2mm/min速度下，示值誤差為0.11%；1mm/min速度下，示值誤差為0.1%。

使用量程為10-100kN的力傳感器測量時，結(jié)果如下：在10kN的測量點(diǎn)處，以連續(xù)加載方式試驗(yàn)時，0.05mm/min速度下，示值誤差為0.34%；0.2mm/min速度下，示值誤差為0.25%；1mm/min速度下，示值誤差為0.84%。以逐步加載方式試驗(yàn)時，0.05mm/min速度下，示值誤差為0.09%；0.2mm/min速度下，示值誤差為0.06%；1mm/min速度下，示值誤差為0.03%。

2.2結(jié)果分析

觀察上述試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，測試速度會對材料試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)力示值誤差造成影響。當(dāng)試驗(yàn)機(jī)的力值下限為2.4kN的時候，使用1mm/min的速度以連續(xù)加載方式測量時，所得的試驗(yàn)力示值誤差是1.04%，而使用1mm/min的速度以逐漸加載方式測量時，所得的試驗(yàn)力示值誤差是0.12%，這兩者之間的差距較為顯著，很容易導(dǎo)致試驗(yàn)機(jī)在檢定過程中被降級，或者評為不合格。在材料試驗(yàn)機(jī)的全量程內(nèi)，對比三種不同測試速度下的示值誤差可以發(fā)現(xiàn)，以逐步加載方式測量所得的示值誤差基本沒有變化，當(dāng)測試速度為0.05mm/min的時候，兩種加載方式測量所得的示值誤差基本一致，由此可以看出，加載方式并不會對試驗(yàn)機(jī)的示值誤差造成影響。

為了更加準(zhǔn)確地得出試驗(yàn)的結(jié)論，筆者根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果制作了示值誤差趨勢圖，觀察圖中的曲線發(fā)現(xiàn)：當(dāng)材料試驗(yàn)機(jī)的量程在2.4-10kN之間時，測試速度對示值誤差造成的影響最大，被測點(diǎn)力值越大，測量偏差就越??；當(dāng)測試速度大于0.2mm/min的時候，以連續(xù)加載方式測量所得的示值誤差比較大；以連續(xù)加載方式進(jìn)行試驗(yàn)時，1mm/min測試速度下的示值誤差要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于0.2mm/min測試速度測量所得的示值誤差；以連續(xù)加載方式進(jìn)行試驗(yàn)時，測量初始點(diǎn)具有較大的偏差，而后續(xù)的偏差比較?。灰赃B續(xù)加載方式進(jìn)行試驗(yàn)時，0.2mm/min測試速度下的示值誤差始終小于0.5%；以連續(xù)加載方式進(jìn)行試驗(yàn)時，0.05mm/min測試速度下的示值誤差曲線和逐步加載方式下不同測試速度的曲線重合[2]。

結(jié)論：綜上所述，測試速度會對材料試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)力示值誤差造成影響。通過本文的試驗(yàn)分析可知，在進(jìn)行測試速度對示值誤差影響的分析時，研究人員可以以逐步加載方式在量程的被測點(diǎn)處獲得相關(guān)的靜荷載數(shù)據(jù)，以此得到較為精準(zhǔn)的示值誤差，如果材料試驗(yàn)機(jī)不能夠通過逐步加載方式進(jìn)行試驗(yàn)，則可以控制試驗(yàn)機(jī)通過低速連續(xù)加載的方式進(jìn)行試驗(yàn)，這里的速度需要小于0.2mm/min。希望本文的試驗(yàn)可以為研究人員進(jìn)行材料試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)力的示值誤差分析提供幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]馬風(fēng)東.恒定加力速度建筑材料試驗(yàn)機(jī)（抗折）示值誤差的測量值的不確定度評定[J].計(jì)量與測試技術(shù)，2017，44（11）：111-112.

[2]余深務(wù).材料試驗(yàn)機(jī)的檢定檢測[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（30）：91.

作者簡介

王晟（1987—），男，漢，江蘇東臺，本科，助理工程師。

（作者單位：東臺市綜合檢驗(yàn)檢測中心）