线材扭转试验机砝码质量的量值传递及影响量的分析与研究

马兴 郭贵勇

【摘 要】介绍了线材扭转试验机的工作原理和用途，建立了线材扭转试验机砝码质量校准结果的测量模型，分析了各不确定度分量主要来源。结合测量实例具体数据，对其合成不确定度进行分析评定，对各不确定度分量进行计算并得出合成不确定度和扩展不确定度，最终可得出该项目的校准测量能力，为我国钢铁和冶金等行业提供的技术支撑。

【关键字】线材扭转试验机;砝码质量;量传传递;影响量;不确定度评定

中图分类号： TH871 文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）33-0089-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.33.043

The Analysis and Research on Performance Impact and Weight Mass Valve Transfer for Wire Torsion Testing Machine

MA Xing1，2 GUO Gui-yong1，2

（1.Fujian Metrology Institute， Fujian Fuzhou 350003， China;

2.Fujian Provincial Key Laboratory of Force Measurement， Fujian Fuzhou 350100， China）

【Abstract】This paper introduces the working principle and application of wire torsion testing machine， establishes the measurement model of the weight mass calibration results of wire torsion testing machine， analyzes the main sources of each uncertainty component， analyzes and evaluates the synthetic uncertainty combined with the concrete data of the measurement example， calculates each uncertainty component， obtains the synthetic uncertainty and extended uncertainty. Finally， the calibration and measurement ability of the project can be obtained. Overall， this paper can provide strong technical support for steel and metallurgy of other industries in our country.

【Key words】Wire Torsion Testing Machine;Weight Mass;Valve Transfer;Performance Impact;Evaluation of Uncertainty

0 引言

線材扭转试验机是适用于测定直径（或特征尺寸）为0.1-14.0mm 的金属线材在单向或双向扭转中承受塑性变形的能力及显示线材表面和内部的缺陷。试件尽可能平直，必要时需矫直，但不能伤及表面，也不得扭曲试件。为使试件在试验过程中平直，应施加某种形式的拉紧力，这种拉紧力不得大于试验线材公称抗拉强度相应力值的2%，轴向加力采用了砝码加力。直径（或特征尺寸）为10mm-14mm的钢材扭转试验时，无需施加拉紧力。

1 线材扭转试验机的校准

线材扭转试验机的校准是使用高精度标准智能测速频率计测量线材扭转试验机的扭转速度，测量三次取其平均值。将计数器预置于试验所需次数，设置高精度标准智能测速频率计处于计数测量状态，运行线材扭转试验机，测量运动次数，测量三次取其平均值。用标准负荷测量仪测量线材扭转试验机砝码质量各三次，取其平均值。

2 线材扭转试验机砝码质量测量结果的不确定度评定

2.1 测量模型：F=F

式中：F——砝码质量

F——砝码质量三次测量值的平均值

2.2 标准不确定度分量的评定

2.2.1 输入量F的标准不确定度u（F）的评定：其不确定度来源主要是测量重复性引入的不确定度u1（F），可以A类方法评定u1（F）;标准负荷测量仪准确度引入的不确定度u2（F），可以B类方法评定u2（F）。

（1）选取砝码质量，用标准负荷测量仪连续测量三次，得到的测量值如下表所示：

其所求的平均值：100.2（N）

单次实验标准偏差：极差法计算（系数C=1.69）：s=0.1/1.69=0.06（N）

实际测量中是在重复性条件下测量三次，取其算术平均值为测量结果。

（2）标准负荷测量仪准确度等级等级为0.2级，所以标准器引入的标准不确定度为：

（3）把u1（F）与u2（F）两项合成，则uc（F）= =0.12N或ucr（F）=0.12%

2.3 合成标准不确定度的评定

2.3.1 灵敏系数：由F=F得

2.3.2标准不确定度汇总表，见下表：

2.3.3合成标准不确定度的计算：

2.4 扩展不确定度的评定：取包含因子k=2，则Urel=k·ucr=0.3%

2.5 扩展不确定度的报告与表示

100N砝码质量测量结果相对扩展不确定度为Urel=0.3%，它是由相对合成标准不确定度ucr=0.12%和包含因子k=2之乘积得到。

3 结语

保证线材扭转试验机的准确性，通过对砝码质量校准等方法实现砝码质量量值的溯源性，在钢铁和冶金等行业的质量控制中起到重要作用;本文介绍我院对线材扭转试验机的校准方法和砝码质量的量值传递及不确定度评定方法。

【参考文献】

[1]国家质量监督检验检疫总局. GB/T 239.1-2012，金属材料线材第1部分：单向扭转试验方法[S].北京：中国标准出版社，2012.

[2]国家质量监督检验检疫总局.GB/T 239.2-2012，金属材料线材第1部分：双向扭转试验方法[S].北京：中国标准出版社，2012.

[3]中华人民共和国机械工业部.JJG（机械）178-94，线材扭转试验机[S].北京：机械工业出版社，1994.