弹簧冲击器校准装置校准方法

文/江国洪 陈永迪

弹簧冲击器用于对电子电工产品的抗撞击能力的测试，是用于电子产品及相关产品的机械性能试验的非常重要的试验仪器，直接关系到电子产品质量问题，是各质检机构和检测公司电器检测的必备仪器。

随着弹簧冲击器的校准规范JJF1475-2014《弹簧冲击器校准规范》的颁布，越来越多的计量检测机构开展弹簧冲击器的校准工作，但校准弹簧冲击器校准装置（以下简称校准装置）的校准却没有相适应的校准规范，从而使弹簧冲击器冲击能量的溯源造成一定困难,所以对校准装置的校准方法的研究探讨就迫在眉睫。

1 弹簧冲击器校准装置

JJF1475-2014 中规定了校准弹簧冲击器冲击能量使用的校准装置。该装置是参照GB/T 2423.55-2006 附录B 要求制造的，专门用于校准弹簧冲击器冲击能量校准。

2 校准项目及技术要求

根据校标准GB/T 2423.55-2006 中的要求、校准装置的工作原理以及类似机构功能的设备的检定校准规范的要求（如JJG145-2007），建议应该至少对以下五方面进行校准：

（1）基座的水平度：≤0.5/1000。基座水平和摆的摆动平面与基座水平出现偏差时，会使摆杆摆动时产生偏离摆动轴线的轴向分力，实际冲击能量产生偏差。

（2）摆与基座的垂直性：90±0.1°。摆与基座的垂直性出现偏差时，会使摆杆摆动时产生偏离摆动轴线的径向分力，实际冲击能量产生偏差。

（3）摆杆静止状态的对中性：≤0.2mm。摆杆对中性出现偏差时，校准弹簧冲击器时弹簧冲击器的锤头中心就无法正对摆杆中心，实际冲击能量产生偏差。

表1：冲击元件质量及高度差

（4）摆及钢弹簧的尺寸要求：符合GB/T 2423.55-2006 附录B 要求。摆及钢弹簧的尺寸不符合标准要求时，有可能使冲击能量不能被摆杆完全吸收，影响了实际的冲击能量。

（5）冲击能量示值误差及重复性：不大于弹簧冲击器冲击能量允许误差的1/3。校准装置为纯机械结构，影响其示值的因素较多有必要考察其示值的重复性指标。

图1：冲击能量发生装置

3 校准方法

本文以冲击能量校准为重点进行探讨，其他检查性的项目暂不做详细讨论。

冲击能量校准需至少具备图1所示的冲击能量发生装置、电子天平、高度卡尺等仪器。

如图1所示，撞击元件g 是与弹簧冲击器的撞击元件外形结构和质量都一样的元件。校准时使用四根线h 挂在位于撞击元件撞击后停止位置上方 2 000 mm 的水平面上的四个悬挂点上。撞击元件安装在能量发生装置前先使用电子天平测量该元件的质量，并做好记录。校准1J 以下的能量的使用250g 的撞击元件，大于1J 的能量使用500g 的撞击元件，校准前应预先安装好撞击元件，并且在悬挂状态静置1 小时以上，使四根线的张力达到平衡状态。

将弹簧冲击器校准装置安装在能量发生装置的平台上，调整好水平，调整校准装置位置使其摆的中线与能量发生装置的中心线重合。调整撞击元件与校准装置撞击摆的接触点k，动态接触点相对静态位置下移不应超过1 mm.可以通过升高悬挂点的位置予以调整，升高的距离等于动、静接触点间的距离。撞击元件g 的轴线在撞击时应保持水平并且与摆c 的撞击面垂直。当撞击元件处于静态位置时，校准装置应设置到校准撞击元件的头部正好与接触点k 刚好接触。用一根软管连接两根玻璃管i 组成的液体水平装置，确保撞击元件的重心与标尺I 的零点水平, 根据所要校准的能量点，按标尺刻度粗调撞击元件高度（参考表1），用一根细线m 定位。

校准时使用高度卡尺测量液位和定位时撞击元件的实际高度差，并记录。释放撞击元件，撞击元件产生一定的势能撞击摆杆。撞击后撞击元件应能将冲击能量完全传递给摆，并能静止在撞击点，否则应重新调整撞击元件的位置，重新试验。

记录撞击后弹簧冲击器校准装置的读数，每个校准点应至少重复测量5 次，并计算与标准能量值的误差。标准能量值按公式（1）计算：

式中：EB—标准能量，J；m—撞击元件质量，kg；h—高度差，m；g—重力加速度，m/s2。

示值误差按公式（2）计算：

示值重复性按公式（3）计算：

式中：Er—示值重复性，J

4 结论

本文参照国标要求，结合实验室的实际校准经验，对弹簧冲击器校准装置的校准提出了比较适合的校准方法，能够比较全面的评价校准装置的计量特性，同时也解决了校准装置的溯源问题，保证了量值传递的准确性。