扭矩扳手測量結果的不確定度評定

鄭冬梅（崇左市計量測試研究所，廣西　崇左　532200）

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扭矩扳手測量結果的不確定度評定

鄭冬梅
（崇左市計量測試研究所，廣西崇左532200）

摘要：扭矩扳手在工程領域有著廣泛的應用，對扭矩扳手不確定度進行分析，找出影響不確定度的各種因素，并對不確定度進行評估，評定結果可作為相關使用人員及計量校準人員的參考。

關鍵詞：扭矩板手；檢定；不確定度

扭矩扳手是安裝工程及汽車機械領域常用安裝、測試工具。

1 概述

1.1 測量方法：依據JJG707-2003《扭矩板子檢定規程》。

1.2 環境條件：室溫（20±10）℃，相對濕度≤85%無影響正常工作的振動沖擊，無強電磁干擾，標準器供電正常。

1.3 測量標準：扭矩扳手檢定儀（包括5N·m；50N·m；100N·m；200。

N·m，500N·m扭矩傳感器及測量儀和加載裝置，準確度等級1.0級）。

1.4 被測對象：扭矩扳手型號ZNB100A，量程100N·m，校準范圍20N·m～100N·m，生產廠東方儀器廠，準確度等級3級，校準點20N·m、60N·m、100N·m。

1.5 測量過程

開機穩定，選定順時針加載方向，將扭矩扳手扳接頭同軸連接到標準器的承扭孔內，預扭后調整扭矩標準器即被測扳手的零位，在扳手的把手部位平穩加力，加力方向應垂直于扳手的把手機扭矩的矢量方向，加力至選定的扭矩值，重復5次。

2 數學模型

式中：

e—扭矩扳手的示值誤差N·m；

MM—扭矩扳手的示值 N·m；

M—扭矩標準器對被測扳手測量值的平均值N·m。

3 不確定度來源

（1）標準器扭矩扳手檢定儀示值誤差；

（2）扭矩扳手刻線及估讀誤差；

（3）扭矩扳手和校準裝置連接方式施扭位置帶來的測量誤差；

（4）扭矩扳手測量示值的測量重復性。

4 不確定度評定

4.1 由扭矩扳手檢定儀的最大允許誤差為±1%，假設其為均勻分布，按此假設計算其不確定度，所以

對應測量點u（MM120 N·m）＝0.12N·m；u（MM160N·m）＝0.35N·m；u（MM1100N·m）＝0.58N·m

表1

4.2 由扭矩扳手刻線讀數誤差估算的不確定度分量

依據檢定規程JJG707-2003《扭矩扳手》，3級指針式扳手分度值不得小于65，實際分度值100，取其20%滿量程點點，讀數誤差估計為±0.1分度，均勻分布，得

對應測量點u（MM220 N·m）＝0.06N·m；u（MM260N·m）＝0.17N·m；u（MM2100N·m）＝0.29N·m。

4.3 扭矩扳手和校準裝置連接方式；施扭位置（施力點，施力方向）帶來的測量誤差的不確定度分量

一般文獻對不確定度評定，此項誤差沒有評估。測量中發現扭矩扳手和校準裝置連接方式；施扭位置（施力點，施力方向）的變化，會給測量帶來誤差，誤差約為0.2%，均勻分布，不確定度為：

對應測量點u（MM320 N·m）＝0.02N·m；u（MM360N·m）＝0.07N·m；u（MM3100N·m）＝0.11N·m。

4.4 扭矩扳手測量示值的測量重復性

M的標準不確定度u（M），此為A類不確定度評定。

重復10次，得單次測量結果的標準差S（m1）。

對應測量點u（M20N·m）＝0.07N·m； u（M 60N·m）＝0.09N·m；u（M 100 N·m）＝0.20N·m。

5 標準不確定度一覽表（表1）6 合成標準不確定度

20 N·m測量點合成標準不確定度：

60 N·m測量點合成標準不確定度：

100N·m測量點合成標準不確定度：

7 擴展不確定度

（取k＝2）

20N·m測量點擴展不確定度

（取k＝2）

60N·m測量點擴展不確定度

（取k＝2）

100N·m測量點擴展不確定度

（取k＝2）

參考文獻

[1] JJG707-2014，扭矩板手檢定規程[S].

[2] GB/T15729-2008，扭力扳手通用技術條件[S].

中圖分類號：TH823

文獻標識碼：A