论文部分内容阅读
摘要：万能试验机示值误差测量结果不确定度一直受到相关行业普遍关注，万能试验机涉及机械、电子、计算机测控、传感技术、信息处理等科学领域，示值误差测量结果不确定度受到硬件、软件综合影响。本文对WE型液压式万能试验机示值误差的影响因素与校准方法进行了探讨，以提高液压式万能试验机示值准确度。
关键词：万能试验机；示值误差；影响因素；校准方法
0 引言
随着国内外自动化水平的不断提高，液压式万能试验机被广泛地应用在冶金、建筑、机械制造、轻工等部门。同时，由于液压万能试验机自动化水平高，操作简便，可靠性高，稳定性好，在国内外得到了迅猛发展。但在WE型液压式万能试验机检定工作中，会发现示值准确度超差的问题，因此，针对试验机这些问题，应建立相应的校准模型，使用相对应的校准方法，实现高效的万能试验机校准方法（分析、调修、检定/校准）。
1、平衡铊的调整
平衡铊在不影响推杆位移x与联杆受力f（即测力活塞作用力）的正常比例关系的情况下，发挥如下作用：
（1）平衡由于短臂与联板等零件的自重对于动摆轴心所产生的力矩。
（2）平衡当工作活塞升起后，由于试台、工作活塞、小横梁、拉杆、夹具等零件自重产生的对测力活塞的推力，通过联板对动摆轴心所产生的附加力矩。
由于平衡铊发挥上述两种作用，因此，测力机构中加上平衡铊之后，可以消除上述因素对示值准确度产生的影响，且当平衡铊处于正确位置时，即使选用了不同的度盘而换铊时，摆杆的铅垂位置始终保持不变，使测力机构在试验之前保持在原设计的位置。
2、液压式万能试验机示值误差的影响因素
2.1主体安装不水平对示值的影响
主体部分安装不水平，将使上下夹头或上下承压板不同心，增加工作油缸与活塞间以及工作台滚轮与立柱间的摩擦力，它所造成的示值误差为正值，其值随试验力的增大而增大。
2.2测力计部分安装不水平对示值的影响
测力计部分前后不水平，将使摆轴轴承的摩擦力增大，它所造成的示值误差为负值，其值随载荷的增加而减小，又会使摆杆长度改变造成正差。
如图1所示，测力计部分左右不水平，将会使摆杆中心线与推板夹角β1和β同时发生改变，改变量随着测力部分的左右方向倾斜角的改变而改变，误差的大小可以用
式中：Δx——由于测力部分左右方向倾斜角ε而引起的齿杆位移的变化量；x——推杆位移；m——摆轴轴心到推杆的高度；b——短臂半径的长度；f——测力活塞作用力；w——摆锤总质量；l——摆重心至摆轴心的长度。
由上可以看出当倾斜角为正时，它所造成的示值误差为负值；而当倾斜角为负时，它所造成的示值误差为正值。且对刻度盘各刻度范围其相对误差均相同。
测力计水平的调整方法，将摆杆扬起1/4度盘，即β角的1/2，使测力活塞上下移动，拉板不左右移动即可。如不符合要求，应调整测力计底座的垫铁。
3、示值准确度超差的校准方法
3.1推板扬角β值的改变对示值准确度的影响
根据动摆测力計工作原理图可知，当β=β1时测力活塞所受的力P与推杆的位移x成正比，由于运输或使用不当及其他原因，可能造成推板的弯曲、松动等现象。由于出现推杆垂线与推板夹角β1的改变，就破坏了β=β1的度盘等分条件，从而造成了示值误差。
（1）当角度增加时，误差为正；当角度减小时，误差为负。
（2）对小负荷影响大，而随试验力的增加而逐渐减小。
（3）角度增加时比角度减小时影响要大。
从上述分析可知示值误差的调整方法。当示值误差随着载荷的增加由大变小时，应减小推杆垂线与推板之间的夹角。
3.2齿杆倾斜对示值的影响
当齿杆向m值增大方向转动时，影响的误差为正值；否则为负值（论证略）。
4、小结
综上所述，万能材料试验机是广泛应用于各行各业的材料检测部门中最基本的检测仪器。它应用范围广、使用量大。在日常的试验机操作过程中，要想提高示值的准确度，减少误差，除了要求试验机本身必须有完好的性能外，还必须要求实验人员了解试验机的结构原理、维护保养及正确的操作方法，才能最终确保所测得的试验数据准确可靠。
参考文献
[1]尚羚.电子式万能试验机检定中的误差及控制措施分析[J].计量与测试技术.2016（05）
[2]赵海敏.液压万能试验机测控系统改造与设计[D].合肥工业大学2015
关键词：万能试验机；示值误差；影响因素；校准方法
0 引言
随着国内外自动化水平的不断提高，液压式万能试验机被广泛地应用在冶金、建筑、机械制造、轻工等部门。同时，由于液压万能试验机自动化水平高，操作简便，可靠性高，稳定性好，在国内外得到了迅猛发展。但在WE型液压式万能试验机检定工作中，会发现示值准确度超差的问题，因此，针对试验机这些问题，应建立相应的校准模型，使用相对应的校准方法，实现高效的万能试验机校准方法（分析、调修、检定/校准）。
1、平衡铊的调整
平衡铊在不影响推杆位移x与联杆受力f（即测力活塞作用力）的正常比例关系的情况下，发挥如下作用：
（1）平衡由于短臂与联板等零件的自重对于动摆轴心所产生的力矩。
（2）平衡当工作活塞升起后，由于试台、工作活塞、小横梁、拉杆、夹具等零件自重产生的对测力活塞的推力，通过联板对动摆轴心所产生的附加力矩。
由于平衡铊发挥上述两种作用，因此，测力机构中加上平衡铊之后，可以消除上述因素对示值准确度产生的影响，且当平衡铊处于正确位置时，即使选用了不同的度盘而换铊时，摆杆的铅垂位置始终保持不变，使测力机构在试验之前保持在原设计的位置。
2、液压式万能试验机示值误差的影响因素
2.1主体安装不水平对示值的影响
主体部分安装不水平，将使上下夹头或上下承压板不同心，增加工作油缸与活塞间以及工作台滚轮与立柱间的摩擦力，它所造成的示值误差为正值，其值随试验力的增大而增大。
2.2测力计部分安装不水平对示值的影响
测力计部分前后不水平，将使摆轴轴承的摩擦力增大，它所造成的示值误差为负值，其值随载荷的增加而减小，又会使摆杆长度改变造成正差。
如图1所示，测力计部分左右不水平，将会使摆杆中心线与推板夹角β1和β同时发生改变，改变量随着测力部分的左右方向倾斜角的改变而改变，误差的大小可以用
式中：Δx——由于测力部分左右方向倾斜角ε而引起的齿杆位移的变化量；x——推杆位移；m——摆轴轴心到推杆的高度；b——短臂半径的长度；f——测力活塞作用力；w——摆锤总质量；l——摆重心至摆轴心的长度。
由上可以看出当倾斜角为正时，它所造成的示值误差为负值；而当倾斜角为负时，它所造成的示值误差为正值。且对刻度盘各刻度范围其相对误差均相同。
测力计水平的调整方法，将摆杆扬起1/4度盘，即β角的1/2，使测力活塞上下移动，拉板不左右移动即可。如不符合要求，应调整测力计底座的垫铁。
3、示值准确度超差的校准方法
3.1推板扬角β值的改变对示值准确度的影响
根据动摆测力計工作原理图可知，当β=β1时测力活塞所受的力P与推杆的位移x成正比，由于运输或使用不当及其他原因，可能造成推板的弯曲、松动等现象。由于出现推杆垂线与推板夹角β1的改变，就破坏了β=β1的度盘等分条件，从而造成了示值误差。
（1）当角度增加时，误差为正；当角度减小时，误差为负。
（2）对小负荷影响大，而随试验力的增加而逐渐减小。
（3）角度增加时比角度减小时影响要大。
从上述分析可知示值误差的调整方法。当示值误差随着载荷的增加由大变小时，应减小推杆垂线与推板之间的夹角。
3.2齿杆倾斜对示值的影响
当齿杆向m值增大方向转动时，影响的误差为正值；否则为负值（论证略）。
4、小结
综上所述，万能材料试验机是广泛应用于各行各业的材料检测部门中最基本的检测仪器。它应用范围广、使用量大。在日常的试验机操作过程中，要想提高示值的准确度，减少误差，除了要求试验机本身必须有完好的性能外，还必须要求实验人员了解试验机的结构原理、维护保养及正确的操作方法，才能最终确保所测得的试验数据准确可靠。
参考文献
[1]尚羚.电子式万能试验机检定中的误差及控制措施分析[J].计量与测试技术.2016（05）
[2]赵海敏.液压万能试验机测控系统改造与设计[D].合肥工业大学2015