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摘 要：本文通过实验对应变式标准测力仪和百分表式标准测力仪在检定材料试验机中的特点进行了比较分析。
关键词：应变式标准测力仪；百分表式标准测力仪；材料试验机；特点
我国使用的标准测力仪中包括数显标准测力仪（二次仪表设置应变式传感器装置）和传统百分表式标准测力仪两种。目前百分表式标准测力仪被检测技术机构广泛的应用在检定材料试验机中。百分表式测力仪具有良好的稳定性和准确可靠地量值传递特点。但是，百分表式测力仪的体积较大，使现场检定试验机进行搬运时造成了一定的困扰，并且在外形上不被人们接受，造成被非专业的工作人员将其认为较为落后的设备问题。应变式测力传感器具有操作简单、读数较为直观、搬运方便、计量性能较好、将数字化的潮流充分体现出来等优点，使数显标准测力仪被大多数技术机构作为标准器应用在材料试验机的检定中。然而人们对百分表式标准测力仪和应变式标准测力仪在实际检测中能否能符合试验机日常检测的标准，是否存在差异性等问题抱有不同的看法，因此，就该两种标准测力仪研究人员进行了相应的实验分析，现将所观察到的现象和获得的相关实验数据进行报告，望广大专家同行及领导给予评价和指导。
一、实验准备工作
1.实验条件
进行每项实验时，尽量使两组实验所使用的标准测力仪在同等条件、环境下开展，每种标准测力仪均在每个检定点做出3组数据进行分析。
2.材料试验机
实验使用的万能材料试验机样品是由无锡间仪仪器机械有限公司生产的，型号为WE-300B，准确度等级为1.0级，测量范围为300kN。
3.标准器
实验所使用的百分表式标准测力仪由长春材料试验机厂生产提供，型号为300kN，准确度等级为0.3级。应变式标准测力仪传感器由德国HBM生产提供，型号为C18，显示仪由新三思生产提供。
4.读数方法
因为实验机的分度值为1kN，估度误差值为0.1kN，所以为了防止因为读数造成误差现象的发生，使数据的准确度不够，在实验中按照试验机的数据为标准，对标准测力仪的所显示的数值进行读取。
二、实验过程及内容
1.在常规条件下进行实验
在符合要求的条件下检定试验机，由于温度会对测量数据产生一定的影响，因此应对温度条件下的检定实验进行重视，本次实验的环境温度为22℃，进行实验后得出：当两种标准测力仪处于50kN检定点时，应变式标准测力仪的3组数据平均值为47.824kN，相对误差值为-0.076%，重复性为0.080%，百分表式标准测力仪的3组数据平均值为48.074kN，相对误差值为0.144%，重复性为0.160%，两种标准测力仪间的平均值差为0.250kN，误差值差为0.220%，重复性差为0.080%；当两种标准测力仪处于250kN检定点时，应变式标准测力仪的3组数据平均值为247.747kN，相对误差值为-0.014%，重复性为0.027%，百分表式标准测力仪的3组数据平均值为247.572kN，相对误差值为-0.038%，重复性为0.049%，两种标准测力仪之间的数据平均值差为0.175kN，相对误差值为0.011%，重复性差值为0.022%。
2.在加荷速度条件下进行实验
此次实验的环境温度为22℃，在实验中使用了0.6kN/s和3.6kN/s加荷速度，进行实验后得出：当两种标准测力仪处于0.6kN/s加荷速度时，应变式标准测力仪的3组数据平均值为46.747kN，相对误差值为-0.116%，重复性为0.140%，百分表式标准测力仪的3组数据平均值为47.024kN，相对误差值为0.164%，重复性为0.150%，两种标准测力仪间的平均值差为0.277kN，误差值差为0.280%，重复性差为0.010%；当两种标准测力仪处于3.6kN/s加荷速度时，应变式标准测力仪的3组数据平均值为246.837kN，相对误差值为-0.017%，重复性为0.024%，百分表式标准测力仪的3组数据平均值为247.034kN，相对误差值为-0.074%，重复性为0.050%，两种标准测力仪之间的数据平均值差为0.197kN，相对误差值为0.057%，重复性差值为0.026%。
3.在高温条件下进行实验
此次实验的环境温度为35℃，较常规条件下的环境温度较高，为了对两种标准测力仪的特点进行检测，不修正百分表式标准测力仪的温度，进行实验后得出：当两种标准测力仪处于50kN检定点时，应变式标准测力仪的3组数据平均值为49.847kN，相对误差值为0.204%，重复性为0.110%，百分表式标准测力仪的3组数据平均值为49.676kN，相对误差值为0.683%，重复性为0.320%，两种标准测力仪间的平均值差为0.171kN，误差值差为0.479%，重复性差为0.210%；当两种标准测力仪处于250kN检定点时，应变式标准测力仪的3组数据平均值为249.824kN，相对误差值为0.038%，重复性为0.036%，百分表式标准测力仪的3组数据平均值为249.779kN，相对误差值为0.057%，重复性为0.028%，两种标准测力仪之间的数据平均值差为0.045kN，相对误差值为0.019%，重复性差值为0.008%。
三、实验总结
通过以上的实验，对所得出的数据进行总结分析，可以得出以下现象结果：
（1）比较应变式标准测力仪处于50kN检定点时，在各条件下的读数情况（图一）
（2）比较百分表式标准测力仪处于50kN点时，在各条件下的读数情况（图二）
通过图一和图二能够得出应变式标准测力仪在进行测量下限受到高温影响的数据变化较小，在加荷速度条件下的数据变化较大；百分表式标准测力仪的数据变化较大，在加荷速度条件下数据变化较小。
（3）比较应变式标准测力仪处于250kN点时，在各条件下的读数情况（图三）
（4）比较百分表式标准测力仪处于250kN点时，在各条件下的读数情况（图四）
通过图三和图四能够得出应变式标准测力仪在进行测量上限受到高温影响的数据变化较小，在加荷速度条件下的数据变化较大；百分表式标准测力仪的数据变化较大，在加荷速度条件下数据变化较小。但是数据受到影响与测量下限相比较小。
经本次实验表明，应变式标准测力仪在测量下限时的离散性较小，不容易受到高温条件的影响，但是加荷速度对数据变化具有较大的影响，在进行材料检测的过程中应对加荷速度进行良好的控制。百分表式标准测力仪在测量下限时的离散性较大，很容易受到高温条件的影响，但是加荷速度对数据变化没有较大的影响，在材料检测过程中需要对应量程，必要时可以修正温度值。
参考文献：
[1]孙松.试验机示值相对误差和示值变动性误差的计算误差[J].中国高新技术企业，2011，10：52.
[2]Fang Linhong.Standard dynamometer test data processing system design and implementation[J].Chinese metering，2012，08：95-96.
[3]王承忠.万能材料试验机的期间核查[J].工程与试验，2010，S1：61-71.
关键词：应变式标准测力仪；百分表式标准测力仪；材料试验机；特点
我国使用的标准测力仪中包括数显标准测力仪（二次仪表设置应变式传感器装置）和传统百分表式标准测力仪两种。目前百分表式标准测力仪被检测技术机构广泛的应用在检定材料试验机中。百分表式测力仪具有良好的稳定性和准确可靠地量值传递特点。但是，百分表式测力仪的体积较大，使现场检定试验机进行搬运时造成了一定的困扰，并且在外形上不被人们接受，造成被非专业的工作人员将其认为较为落后的设备问题。应变式测力传感器具有操作简单、读数较为直观、搬运方便、计量性能较好、将数字化的潮流充分体现出来等优点，使数显标准测力仪被大多数技术机构作为标准器应用在材料试验机的检定中。然而人们对百分表式标准测力仪和应变式标准测力仪在实际检测中能否能符合试验机日常检测的标准，是否存在差异性等问题抱有不同的看法，因此，就该两种标准测力仪研究人员进行了相应的实验分析，现将所观察到的现象和获得的相关实验数据进行报告，望广大专家同行及领导给予评价和指导。
一、实验准备工作
1.实验条件
进行每项实验时，尽量使两组实验所使用的标准测力仪在同等条件、环境下开展，每种标准测力仪均在每个检定点做出3组数据进行分析。
2.材料试验机
实验使用的万能材料试验机样品是由无锡间仪仪器机械有限公司生产的，型号为WE-300B，准确度等级为1.0级，测量范围为300kN。
3.标准器
实验所使用的百分表式标准测力仪由长春材料试验机厂生产提供，型号为300kN，准确度等级为0.3级。应变式标准测力仪传感器由德国HBM生产提供，型号为C18，显示仪由新三思生产提供。
4.读数方法
因为实验机的分度值为1kN，估度误差值为0.1kN，所以为了防止因为读数造成误差现象的发生，使数据的准确度不够，在实验中按照试验机的数据为标准，对标准测力仪的所显示的数值进行读取。
二、实验过程及内容
1.在常规条件下进行实验
在符合要求的条件下检定试验机，由于温度会对测量数据产生一定的影响，因此应对温度条件下的检定实验进行重视，本次实验的环境温度为22℃，进行实验后得出：当两种标准测力仪处于50kN检定点时，应变式标准测力仪的3组数据平均值为47.824kN，相对误差值为-0.076%，重复性为0.080%，百分表式标准测力仪的3组数据平均值为48.074kN，相对误差值为0.144%，重复性为0.160%，两种标准测力仪间的平均值差为0.250kN，误差值差为0.220%，重复性差为0.080%；当两种标准测力仪处于250kN检定点时，应变式标准测力仪的3组数据平均值为247.747kN，相对误差值为-0.014%，重复性为0.027%，百分表式标准测力仪的3组数据平均值为247.572kN，相对误差值为-0.038%，重复性为0.049%，两种标准测力仪之间的数据平均值差为0.175kN，相对误差值为0.011%，重复性差值为0.022%。
2.在加荷速度条件下进行实验
此次实验的环境温度为22℃，在实验中使用了0.6kN/s和3.6kN/s加荷速度，进行实验后得出：当两种标准测力仪处于0.6kN/s加荷速度时，应变式标准测力仪的3组数据平均值为46.747kN，相对误差值为-0.116%，重复性为0.140%，百分表式标准测力仪的3组数据平均值为47.024kN，相对误差值为0.164%，重复性为0.150%，两种标准测力仪间的平均值差为0.277kN，误差值差为0.280%，重复性差为0.010%；当两种标准测力仪处于3.6kN/s加荷速度时，应变式标准测力仪的3组数据平均值为246.837kN，相对误差值为-0.017%，重复性为0.024%，百分表式标准测力仪的3组数据平均值为247.034kN，相对误差值为-0.074%，重复性为0.050%，两种标准测力仪之间的数据平均值差为0.197kN，相对误差值为0.057%，重复性差值为0.026%。
3.在高温条件下进行实验
此次实验的环境温度为35℃，较常规条件下的环境温度较高，为了对两种标准测力仪的特点进行检测，不修正百分表式标准测力仪的温度，进行实验后得出：当两种标准测力仪处于50kN检定点时，应变式标准测力仪的3组数据平均值为49.847kN，相对误差值为0.204%，重复性为0.110%，百分表式标准测力仪的3组数据平均值为49.676kN，相对误差值为0.683%，重复性为0.320%，两种标准测力仪间的平均值差为0.171kN，误差值差为0.479%，重复性差为0.210%；当两种标准测力仪处于250kN检定点时，应变式标准测力仪的3组数据平均值为249.824kN，相对误差值为0.038%，重复性为0.036%，百分表式标准测力仪的3组数据平均值为249.779kN，相对误差值为0.057%，重复性为0.028%，两种标准测力仪之间的数据平均值差为0.045kN，相对误差值为0.019%，重复性差值为0.008%。
三、实验总结
通过以上的实验，对所得出的数据进行总结分析，可以得出以下现象结果：
（1）比较应变式标准测力仪处于50kN检定点时，在各条件下的读数情况（图一）
（2）比较百分表式标准测力仪处于50kN点时，在各条件下的读数情况（图二）
通过图一和图二能够得出应变式标准测力仪在进行测量下限受到高温影响的数据变化较小，在加荷速度条件下的数据变化较大；百分表式标准测力仪的数据变化较大，在加荷速度条件下数据变化较小。
（3）比较应变式标准测力仪处于250kN点时，在各条件下的读数情况（图三）
（4）比较百分表式标准测力仪处于250kN点时，在各条件下的读数情况（图四）
通过图三和图四能够得出应变式标准测力仪在进行测量上限受到高温影响的数据变化较小，在加荷速度条件下的数据变化较大；百分表式标准测力仪的数据变化较大，在加荷速度条件下数据变化较小。但是数据受到影响与测量下限相比较小。
经本次实验表明，应变式标准测力仪在测量下限时的离散性较小，不容易受到高温条件的影响，但是加荷速度对数据变化具有较大的影响，在进行材料检测的过程中应对加荷速度进行良好的控制。百分表式标准测力仪在测量下限时的离散性较大，很容易受到高温条件的影响，但是加荷速度对数据变化没有较大的影响，在材料检测过程中需要对应量程，必要时可以修正温度值。
参考文献：
[1]孙松.试验机示值相对误差和示值变动性误差的计算误差[J].中国高新技术企业，2011，10：52.
[2]Fang Linhong.Standard dynamometer test data processing system design and implementation[J].Chinese metering，2012，08：95-96.
[3]王承忠.万能材料试验机的期间核查[J].工程与试验，2010，S1：61-71.