百分表式测力环的校准及用散点图简便求解校准方程崔磊

百分表式测力环的校准及用散点图简便求解校准方程崔磊

崔磊

安庆市计量测试所安徽安庆246003

摘要：百分表式测力环因其经济实惠、稳定性好的特点，成为公路、铁路工程试验检测中的常用仪器，目前对其的计量校准还没有专门的计量技术规范，本文结合工作实际对其校准依据的选择、校准过程以及数据处理进行详细的介绍。

关键词：百分表式测力环；计量校准；散点图

1引言

百分表式测力环以其稳定性好、性价比高的特点，至今仍广泛使用在各种型号路面材料强度试验仪、承载比试验仪、电动应变无侧限压力仪、土基试验仪等公路仪器上，对各种土壤、路面基层、底基层材料的力学性能检测起着至关重要的作用，其量值的准确与否直接影响对土工材料的检测质量，因此对其的计量检测十分必要。然而由于目前国内对其的计量检测没有专门的或者非常适用的计量技术规范，因此，笔者将结合工作实际谈谈如何对其进行有效的计量检测。

2计量检测依据及标准器的选择

目前，国内对百分表式测力环的计量检测没有专门计量技术规范，可供参照的只有JJG455-2000≤工作测力仪检定规程≥和交通部行业规程JTGE40-2007≤公路土工试验规程≥，根据百分表式测力环的实际使用情况可按1.0级工作测力仪来选择标准器对其进行校准，JJG455-2000≤工作测力仪检定规程≥中规定，选择的力标准器的级别至少优于被检测力仪级别的三倍，标准器可选择0.3级及以上标准测力仪，考虑标准器的经济性以及溯源方便性，一般选用0.3级标准测力仪即可。

3校准项目、过程及校准方程的简便求解

3.1校准项目

根据公路土工试验规程JTGE40-2007的规定，用到百分表式测力环量值时，只需要用到百分表式测力环的校正系数，因此在实际计量检测中只需要参照JJG455-2000≤工作测力仪检定规程≥的方法，求出百分表式测力环的力值点与指示装置相应值对应关系的线性回归方程，然后得出百分表式测力环的校正系数。以量程30kN百分表式测力环为例说明校准过程和校准方程的求解。

3.2校准过程

3.2.1校准点的选择

JJG455-2000≤工作测力仪检定规程≥中规定，测力仪的示值检定测力仪的下限为起始点，检定点间隔一般取测量上限的20%，在各测量范围内，测力仪应至少检定5点，各点应大致均匀分布，一般选取测量上限的20%、40%、60%、80%、100%，为了使检测的数据更加准确，更能代表百分表式测力环的力值与形变的对应关系，建议选择力值为零作为校准起始点，校准间隔选择测量上限的10%，即选取的测量点为0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%。亦可根据用户实际使用的需求，结合所用标准测力仪的量程，选择合适的点。

3.2.2校准步骤

本文选择一个量程为30kN百分表式测力环作为分析对象，以力值为零时作为起始校准点，校准间隔选择量程的10%，将百分表式测力环安装成工作状态，百分表示值调至零点（或作为零点的起始位置），将标准测力仪放入工作台，调整标准测力仪到合适位置，使标准测力仪和百分表式测力环受力同轴，沿百分表式测力环受力轴线逐点递增标准力值，至各校准点保持稳定后记录相应进程百分表示值，该校准过程重复进行三次，每次校准前应先将百分表示值调至零点（或作为零点的起始位置）本校准选择百分表示值1.000mm时作为起始点，然后把标准测力仪显示仪表置零。得到校准数据如下：

从校准方程可以得出测力环的校正系数C=11.98（kN/mm），交通部行业规程JTGE40-2007≤公路土工试验规程≥中使用的测力环的校正系数的单位为：N/（0.01mm）故通过换算可以得出C=119.8N/（0.01mm）。

参考文献：

[1]JJG455-2000工作测力仪检定规程

[2]JTGE40-2007公路土工试验规程