万能材料试验机示值误差与常见故障调整

李艳军

（山西省长治市质量技术监督检验测试所，山西 长治 046000）

万能材料试验机用于金属、非金属等各种材料试样的拉伸、压缩、弯曲、剪切等试验，广泛应用于企业生产、建筑工程、路桥建设等等，成为一种不可缺少的重要测量设备。在长期频繁的使用中，万能材料试验机产生示值误差超差，影响了使用。以下介绍我们在日常检定工作中遇到万能材料试验机示值超差时，误差产生的原因及相应的消除方法。

一、万能材料试验机概述

作为一种独立的产品，自动化材料试验机最早出现于西欧。在对材料的机械性能进行测定时，液压万能材料试验机是必备设备之一，其使用历史已有上百年。实践证明，这种设备能够实现对金属和非金属进行各类试验，如：拉伸试验、压缩试验以及弯曲试验等；能够实现对材料强度和塑性指标的测定。科学技术的进步提高了机械设备的自动化水平，相应材料的机械性能试验也朝着越来越精确的方向发展，其要求也越来越高，尤其是在试验精度以及数据处理上的要求更加严格。一些新型的实验设备应运而生，但是受价格等外界因素的影响，很多相关单位还不能及时的将其设备更换成这些新出现的实验设备，一些规模较小的企业依然采用传统的液压万能材料试验机。尽管该试验机技术较为落后，具有较为庞大的体积，但其优点也不容忽视。如：具有较为方便的操作，油压系统的使用寿命较长。因此，很多这种试验机的使用者希望能够不更换设备，通过升级改造的方法进行设备的升级，使其适用于新环境中，满足精度要求，从而节省成本。

二、万能材料试验机示值常见误差分析

（一）引伸计检定和使用过程中有应变误差

电子万能试验机，在实际使用的过程中，不可避免的会存在着一些问题，测试结果出现偏差，是最为常见的问题之一。引伸计，是电子万能试验机中的重要组成部分，对电子万能试验机的实际使用效果具有较高的影响和作用。在进行金属方面材料的强度测试工作时，当前普遍使用的都是电子引伸计测量试样变形。引伸计，在实际进行测量的过程中，其自身的准确性，会在很大程度上影响到所测量对象的强度结果。试样中的引伸变化情况，达到规定的变形标准时，再进行对应强度结果的计算。引伸计处于不够良好的工作状态，会对变形曲线和拉伸力的实际情况造成一定影响，这同时会对具体的测试结果的准确性造成影响。导致测试结果出现误差，通常情况下都是由这几个原因造成的：引伸计刀口的保护工作没有做好，刀刃等结构方面受到磨损，在某些情况下影响到引伸计的标距，因而需要针对引伸计的刀口进行及时的检查和维修工作，必要时进行更换；引伸计的初始安装状态不符合相关规定，达不到一定标准；式样在进行夹紧工作时受到附加载荷的影响。

（二）加荷速度影响到校准的具体结果

通常情况下，应用电子万能试验机，进行测试的项目都是弯曲强度和模量、拉伸强度和拉伸模量等方面。电子万能试验机在进行测试工作的过程中，通常都是由计算机进行相应的数据采集工作的，试验力的闭环控制工作，对于电子万能试验机的整体效果具有重要影响。电子万能试验机在实际使用的过程中，运行的速度较快，因而当骤然停止工作时，其自身的加荷速度将会影响到校准工作的实际结果，误差情况在所难免。电子万能试验机自身设定的横梁速度也较快，对于校准结果也会产生一定的不利影响。

三、万能材料试验机在定期检定中存在的问题与原因分析

（一）检定问题

在大量的实践中，试验机的检定的测试中因为各个因素可以导致其检测的误差增加，进而影响其检定的结论。其中问题多出在使用频率较高或使用时间较长的设备中。在实际检定中发现，试验机在使用中量程范围小时其误差较小，而试验量程增加接近最大时就会增加误差而超过规范。在试验检定的时候规定，试验机在外观与安全性能上必须保证，并且在试验机的工作台上安装标准测力计，调整试验时仪器的指针归零点和平衡砣，满足规范后应进行3次预压，直至试验机的刻度盘获得最大应力检验。然后连续对仪器进行3次测试，试验载荷值，进行计算并获得此试验机的示值误差、示值重复性误差。但是在实际的检定中采集到的首次试验数据往往会超过此类型试验机的规定误差范围，特别是每个刻度盘的最大量程会出现示值误差。

（二）误差出现的原因

针对问题，在检定的过程中对出现问题的试验机进行了分组测定与分析，通过最大量程点上事先进行测试，然后针对问题进行检定，这样就降低了误差出现的几率并提高了检定的效率。总结前面的试验机的结构与检定过程，分析出现此类情况的原因有：操作因素，即在检定的过程中因为具有经验的实验员会根据自己的经验和理论计算，试验力值接近最大量程的时候就会更换与之相应的刻度盘，即大一级的刻度盘或大一级的试验仪器，所以测量的时候活塞、测力活塞的工作总是不能达到最大的量程点，时间一长设备就会出现特定位置的磨损，在经常使用的量程区域磨损大而大量程则磨损小，无形中影响了摩擦力的改变，因此，引起了大量程段的示值误差；另外一点是因为量程范围小，活塞不能达到最大量程段，使此位置的侧壁出现了污染，或测力摆锤轴与测力活塞连杆之间出现凹槽污染，这样就增加了摩擦力，因此，最大量程点的测力示值误差显示偏低。这就是造成检定误差的普遍因素。

四、结语

总而言之，在采用万能试验机进行材料的检定时，因为不确定度的评定需要考虑众多因素，并且计算以及分析过程非常复杂，这就要求检定人员不断的加强学习，并在实践的过程中不断积累经验，以此提高自身的专业技能水平和素质水平。当然，文章对万能试验机示值误差不确定度的分析可能还存在不足，希望相关研究人员予以批评与指正。