扭矩扳手示值誤差測(cè)量不確定度評(píng)定

丁鳳文

無錫市計(jì)量測(cè)試院 江蘇無錫 214101

1 測(cè)量的條件

（1）測(cè)量依據(jù)：JJG 707-2014《扭矩扳子檢定規(guī)程》。（2）測(cè)量環(huán)境條件：溫度（20±5）℃，相對(duì)濕度≤80%RH，無影響正常工作的振動(dòng)，無強(qiáng)電磁干擾。

2 測(cè)量過程

本次評(píng)定取3級(jí)，（20-100）N·m，分度值為1N·m的ZNB100A型扭矩扳子作對(duì)象。現(xiàn)校準(zhǔn)點(diǎn)為60N·m。開機(jī)穩(wěn)定后，選加載方向，將被測(cè)對(duì)象的扳接頭同軸連接到標(biāo)準(zhǔn)器的承扭孔內(nèi)，預(yù)扭后調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)器的零位，將扳手設(shè)置于預(yù)置值處作為測(cè)量點(diǎn)，然后緩慢施加扭矩，使扳手產(chǎn)生指示動(dòng)作，在標(biāo)準(zhǔn)裝置上直接讀出扭矩值，檢定點(diǎn)不少于3個(gè)點(diǎn)，如此每個(gè)測(cè)量點(diǎn)重復(fù)性的測(cè)量10次[1]。

3 數(shù)學(xué)模型

4 不確定度分量的評(píng)定

4.1 來自標(biāo)準(zhǔn)裝置的不確定度

根據(jù)檢定證書，扭矩扳子檢定儀的示值誤差以零為中心，區(qū)間為±1．0%的范圍內(nèi)，呈均勻分布，區(qū)間半寬度為1．0%× ，用B類方法進(jìn)行評(píng)定，計(jì)算式：

4.2 不確定度項(xiàng)

此輸入量的不確定來源包括測(cè)量過程中標(biāo)準(zhǔn)裝置的示值重復(fù)性及其零位調(diào)整、被測(cè)對(duì)象的溫度特性、扭矩扳子和標(biāo)準(zhǔn)裝置之間的連接方式及施扭位置的影響等等，綜合體現(xiàn)于對(duì)該扭矩扳子測(cè)量示值的測(cè)量重復(fù)性中[3]。上述不確定影響因素的作用是同時(shí)體現(xiàn)、密不可分，對(duì)這些不確定度分項(xiàng)不單獨(dú)評(píng)定，由標(biāo)準(zhǔn)差確定這些因素綜合產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，實(shí)質(zhì)上的評(píng)定僅是示值分散性的評(píng)定，與評(píng)定的內(nèi)容相互獨(dú)立。該項(xiàng)來源可以從重復(fù)性中計(jì)算得出，為A類分量，對(duì)被檢扭矩扳子作10次檢定，在測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù) (單位：N·m)分別為 59．5，59．6，59．8，59．4，59．9，59．5，59．9，59．8，59．6，60．0，所以：

實(shí)際測(cè)量情況是以三次測(cè)量值的算術(shù)平均值為測(cè)量結(jié)果，則可以得到：

由于操作者的習(xí)慣手法及指針與刻度間有距離，對(duì)于指示式扭矩扳子，通常檢定點(diǎn)選擇有刻度線的扭矩點(diǎn)，估讀至扭矩扳子分度值的1/10，B類，均勻分布，ZNB100A型扭矩扳子的分度值為1N·m，得：

4.3 不確定度項(xiàng)

4.4 不確定度項(xiàng)

由于采用數(shù)字式標(biāo)準(zhǔn)裝置，在運(yùn)算時(shí)對(duì)檢定結(jié)果修約至標(biāo)準(zhǔn)扭矩值的分度值，取或舍的修約誤差為標(biāo)準(zhǔn)裝置分度值的1/2，B類，均勻分布，得：

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

5.1 主要不確定度匯總表

不確定度來源 符號(hào) B類評(píng)定 標(biāo)準(zhǔn)不確定度值半?yún)^(qū)間 分布 kp標(biāo)準(zhǔn)裝置0.5774% 1 0.5774%示值重復(fù)性0.1977% 1 0.1977%扭矩讀數(shù)誤差0.0962% 1 0.0962%計(jì)算修約取舍0.1667% 均勻0.0481% 1 0.0481%0.0833% 均勻

5.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

以上各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量是互不相關(guān)的，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

5.3 擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

6 結(jié)語(yǔ)

通過上述內(nèi)容，我們可以發(fā)現(xiàn)扭矩扳手在工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，對(duì)扭矩扳手不確定度進(jìn)行分析，找出影響不確定度的各種因素，并對(duì)不確定度進(jìn)行評(píng)估，這樣的評(píng)定結(jié)果才可作為相關(guān)使用人員及計(jì)量校準(zhǔn)人員的參考數(shù)據(jù)。