技術(shù)文章
稱重傳感器主要技術(shù)性能試驗程序
閱讀:2669 發(fā)布時間:2017-11-11稱重傳感器主要技術(shù)性能試驗程序:
1、稱重傳感器國家標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)程規(guī)定的樣機(jī)試驗條件
(1)環(huán)境條件
試驗應(yīng)在穩(wěn)定的環(huán)境條件下完成,主要是環(huán)境溫度的穩(wěn)定性,要求在試驗期間記錄的zui大溫度差不超過被測稱重傳感器溫度范圍的1/5,并且不大于2℃。
(2)加載條件
為防止產(chǎn)生稱重傳感器非固有誤差,應(yīng)對加載條件予以特別注意,諸如表面粗糙度、平面度、腐蝕、劃傷、不同心度等因素。載荷應(yīng)沿著稱重傳感器的敏感軸方向加卸,并避免引起沖擊。在力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)許可的前提下,zui小載荷要盡可能接近稱重傳感器的zui小靜負(fù)荷。
(3)溫度條件
提供足夠的時間使稱重傳感器溫度達(dá)到穩(wěn)定,對于大型稱重傳感器達(dá)到溫度穩(wěn)定尤為重要。加載系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)保證在稱重傳感器內(nèi)部不產(chǎn)生明顯的溫度梯度,稱重傳感器和與它相連的連結(jié)件(電纜等)應(yīng)處于同一試驗溫度,測量指示儀表應(yīng)與室溫一致。在確定結(jié)果時,應(yīng)考慮溫度對附加連接件的影響。
(4)參考標(biāo)準(zhǔn)器
應(yīng)當(dāng)對標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行周期檢定。
(5)指示儀表
有些指示儀表本身備有方便的自校驗裝置,當(dāng)具有此功能時,應(yīng)經(jīng)常使用該功能進(jìn)行檢查,以保證指示儀表處于試驗所要求的準(zhǔn)確度內(nèi),指示儀表也應(yīng)作周期檢定。
2、稱重傳感器誤差(EL)、重復(fù)性誤差(ER)和溫度對zui小靜載荷輸出的影響(CM)試驗程序
(1)稱重傳感器誤差(EL)、重復(fù)性誤差(ER)和溫度對zui小靜載荷輸出的影響(CM)試驗的工藝裝備
1)力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)
在進(jìn)行稱重傳感器誤差(EL)、重復(fù)性誤差(ER)和溫度對zui小靜載荷輸出的影響(CM)試驗時,應(yīng)備有大于被檢測稱重傳感器額定量程20%載荷能力的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī),要求力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的準(zhǔn)確度優(yōu)于3×10-4,zui小加載能力為力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)額定量程的1%,疊加式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的穩(wěn)定度優(yōu)于±0.003%。
不論何種原理、何種結(jié)構(gòu)的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī),其主體立柱之間應(yīng)有較大的距離,以備放入高低溫試驗箱,進(jìn)行即可施加高溫、低溫,同時又可逐級施加載荷的各種試驗測試和實施靈敏度溫度補(bǔ)償。
2)移動式高低溫試驗箱
為滿足JJG 669-2003《稱重傳感器》國家計量檢定規(guī)程中規(guī)定的稱重傳感器各項性能測試,需要在20℃→40℃→-10℃→20℃三個溫度下進(jìn)行四次試驗的要求,應(yīng)配備能很容易安裝在力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)內(nèi)的移動式高低溫試驗箱。
高低溫試驗箱應(yīng)有較大的有效空間,以便進(jìn)行靈敏度溫度補(bǔ)償時,可多裝入幾只稱重傳感器提高補(bǔ)償效率。高低溫試驗箱上、下孔與通過該孔的加載、承載柱的密封不應(yīng)影響所加載荷的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。高低溫試驗箱的主要技術(shù)性能指標(biāo)為:
①溫度范圍 -20℃~90℃;
②濕度范圍 40~95%R.H;
③溫度波動度 ±0.5℃;
④濕度波動度 ±2%R.H;
⑤溫度均勻度 ±1℃;
⑥濕度均勻度 ±5%R.H;
⑦內(nèi)壁材料及尺寸 不銹鋼 500×500×500mm
⑧控溫儀表、制冷機(jī)性能,數(shù)字顯示及設(shè)定功能等;
⑨具有超溫、超壓、壓縮機(jī)過熱、電源缺相等保護(hù)功能;
⑩箱體底部配有導(dǎo)軌或滾輪,以便推進(jìn)、推出力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)。
(2)稱重傳感器誤差(EL)、重復(fù)性誤差(ER)和溫度對zui小靜載荷輸出的影響(CM)試驗程序
在進(jìn)行稱重傳感器樣機(jī)試驗時,每項誤差的確定實際上都是“獨立”的單個試驗,為了提高試驗檢測效率,可以采取在給定的溫度下,對稱重傳感器遞增載荷、遞減載荷并進(jìn)行蠕變和zui小靜載荷輸出恢復(fù)試驗,之后再過渡到下一個溫度。
稱重傳感器誤差(EL)、重復(fù)性誤差(ER)和溫度對zui小靜載荷輸出的影響(CM)的試驗程序如下:
1)檢查試驗條件
重點是檢查試驗裝置,環(huán)境條件,加載條件,溫度條件。
2)裝入稱重傳感器
將被檢測稱重傳感器放入力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)上,對中準(zhǔn)確后加載到zui小試驗載荷Dmin,在20℃時保持載荷值穩(wěn)定。
3)施加預(yù)載荷
對稱重傳感器施加預(yù)載荷到zui大試驗載荷Dmax三次,每次加載后恢復(fù)到zui小試驗載荷Dmin,等待5min。
4)檢查指示儀表
當(dāng)指示儀表具有方便的自檢功能時,應(yīng)經(jīng)常使用該功能進(jìn)行檢查,以保證指示儀表處于要求的準(zhǔn)確度內(nèi)。
5)監(jiān)視稱重傳感器輸出
監(jiān)視zui小試驗載荷輸出,直到穩(wěn)定。
6)記錄示值
在zui小試驗載荷下,記錄指示儀表示值。
7)試驗載荷點進(jìn)程至少應(yīng)有5個載荷點,其中必須有稱重傳感器zui大允許誤差相應(yīng)臺階中與zui高值接近的載荷點。在一個加載和卸載過程中,各載荷點加、卸載荷時間應(yīng)相等。
8)施加遞增、遞減載荷
施加遞增、遞減載荷共進(jìn)行三次,每次都按規(guī)定的時間間隔記錄指示儀表示值。將遞增載荷三次試驗各級試驗載荷的示值和時間填入JJG669-2003《稱重傳感器》國家計量檢定規(guī)程中的表D.1中。
9)不同溫度下重復(fù)程序
按40℃→-10℃→終止20℃順序重復(fù)操作上述程序,并將各溫度下三次遞增載荷試驗的各級示值和時間分別填入表D.1中。
10)測試數(shù)據(jù)處理與確定誤差
利用初始20℃、40℃、-10℃和終止20℃溫度下試驗結(jié)果的平均值和國家計量檢定規(guī)程的表D.1、D.2、D.3、D.4,根據(jù)各項誤差計算公式計算確定稱重傳感器誤差(EL)、重復(fù)性誤差(ER)和溫度對zui小靜載荷輸出的影響(CM)。
3、稱重傳感器蠕變誤差(CC)試驗程序
(1)稱重傳感器蠕變誤差(CC)試驗的工藝裝備
由于蠕變試驗加載規(guī)定1t~10t稱重傳感器的載荷值必須在30秒內(nèi)施加完畢;10t~100t稱重傳感器的載荷值必須在50秒內(nèi)施加完畢,為此要求力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)具有快速穩(wěn)定加載的能力。例如靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)應(yīng)具有快速加載機(jī)構(gòu),即將所要施加的全部砝碼,預(yù)先吊掛在對準(zhǔn)力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)加載軸線的承力杠桿的一端,加載時只要松開杠桿的另一端,全部載荷可在30秒內(nèi)施加在稱重傳感器上。目前只有極少數(shù)靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)有此項功能,大多數(shù)稱重傳感器的蠕變試驗還只能在杠桿式或疊加式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)上進(jìn)行,根本達(dá)不到規(guī)定的加載時間,因此只能將實際加載時間記錄在試驗報告中。
(2)稱重傳感器蠕變誤差(CC)的試驗程序
1)檢查試驗條件
與稱重傳感器誤差(EL)、重復(fù)性誤差(ER)和溫度對zui小靜載荷輸出的影響(CM)的試驗相同。
2)安裝稱重傳感器
將稱重傳感器放入力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中,準(zhǔn)確對中后加載到zui小試驗載荷Dmin,在20℃下保持載荷值穩(wěn)定。
3)預(yù)載試驗
對稱重傳感器施加預(yù)試驗載荷到zui大載荷Dmax三次,每次加載后均恢復(fù)到zui小試驗載荷Dmin,之后等待1小時。
4)監(jiān)視稱重傳感器輸出
監(jiān)視zui小試驗載荷輸出,直到穩(wěn)定,讀取指示儀表示值。
5)施加載荷
施加恒定的zui大試驗載荷Dmax。
6)記錄示值
在所加zui大試驗載荷Dmax穩(wěn)定后,記錄指示儀表初始示值。而后在30min時間內(nèi)的等時間間隔繼續(xù)周期的作記錄,并保證在20min時讀取到指示儀表示值。將zui大試驗載荷、各讀數(shù)時間及其對應(yīng)的儀表示值填入國家計量檢定規(guī)程中備表D.5中。
7)對不同溫度重復(fù)程序
對于C級和D級的稱重傳感器,先在接近溫度范圍限的較高溫度(如40℃),然后在較低溫度(如-10℃),zui后再回到20℃重復(fù)上述程序。也將各讀數(shù)時間及其對應(yīng)的儀表示值填入國家計量檢定規(guī)程表D.5中。
8)確定蠕變誤差
利用表D.5中的試驗結(jié)果,根據(jù)蠕變誤差計算程序計算30min蠕變誤差CC和20~30min的蠕變誤差,并與規(guī)定的允許誤差相比較。
蠕變試驗加載規(guī)定1t~10t稱重傳感器的載荷值必須在30秒內(nèi)施加完畢,10t~100t稱重傳感器的載荷值必須在50秒內(nèi)施加完畢,如果達(dá)不到規(guī)定的加載時間,將實際加載時間記錄在試驗報告中即可。
4、zui小靜載荷輸出恢復(fù)值試驗程序
根據(jù)zui小靜載荷輸出恢復(fù)值定義,zui小靜載荷輸出恢復(fù)值的試驗程序如下:
(1)檢查試驗條件
與稱重傳感器誤差(EL)、重復(fù)性誤差(ER)和溫度對zui小靜載荷輸出的影響(CM)的試驗條件相同。
(2)裝入稱重傳感器
將稱重傳感器裝入力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中,準(zhǔn)確對中后施加zui小試驗載荷Dmin,使其在20℃保持載荷穩(wěn)定。
(3)施加預(yù)載荷
對稱重傳感器施加預(yù)試驗載荷到zui大試驗載荷Dmax三次,每次加載后均恢復(fù)到zui小試驗載荷Dmin,等待1小時。
(4)檢查指示儀表、記錄示值
檢查指示儀表,監(jiān)視zui小試驗載荷Dmin輸出,直至穩(wěn)定,記錄zui小試驗載荷Dmin下的示值,并將其填入表D.5中。
(5)施加載荷
施加恒定的zui大試驗載荷Dmax。在載荷*加上和載荷保持30min的時間里,按設(shè)定的時間間隔記錄初始示值。
(6)返回到zui小試驗載荷Dmin。
記錄卸載的初始時間和恢復(fù)到zui小試驗載荷Dmin的時間,并將zui小試驗載荷Dmin下的示值填入表D.5中。
(7)在不同溫度下重復(fù)程序
對于C級和D級稱重傳感器,先在高溫40℃,然后在低溫-10℃,zui后再回到20℃重復(fù)上述程序,同樣將zui小試驗載荷Dmin下的示值填入表D.5中。
(8)確定zui小靜載荷輸出恢復(fù)值
從得到的數(shù)據(jù),確定zui小靜載荷輸出恢復(fù)值,并與規(guī)定的允許變化相比較。
5、稱重傳感器大氣壓力影響(CP)試驗程序(1)檢查試驗條件
主要是對試驗裝置、環(huán)境條件、溫度條件、加載條件等進(jìn)行檢查。
(2)安裝稱重傳感器
在室溫下,將未受載荷作用的稱重傳感器放入大氣壓力下的壓力容器中,并與指示儀表相連接。
(3)檢查指示儀表
檢查指示儀表是否處于試驗要求的準(zhǔn)確度范圍內(nèi)。
(4)監(jiān)視輸出
監(jiān)視稱重傳感器輸出值,直至穩(wěn)定,記錄指示儀表示值,將壓力(KPa)、儀表示值和讀數(shù)時間填入表D.6中。
(5)改變大氣壓力
改變壓力容器的壓力,使氣壓比大氣壓力高或低大約1KPa,待壓力穩(wěn)定后記錄指示儀表示值,同樣將壓力(KPa)、儀表示值和讀數(shù)時間填入表D.6中。
(6)確定大氣壓力影響誤差
從表D.6中的試驗示值,計算每個壓力示值之差,除以轉(zhuǎn)換系數(shù)即得到以v為單位的大氣壓力影響誤差,并與規(guī)定的極限值比較。6、稱重傳感器濕度影響試驗程序
稱重傳感器濕度影響的標(biāo)記有四種,即NH、CH、無濕度符號、SH。
當(dāng)稱重傳感器標(biāo)有NH符號時,不必對其進(jìn)行濕度試驗。
當(dāng)稱重傳感器標(biāo)有CH符號或無濕度符號時,應(yīng)對其進(jìn)行濕熱循環(huán)試驗,其嚴(yán)酷度為40℃和12個濕熱循環(huán)周期。
當(dāng)稱重傳感器標(biāo)有SH符號時,應(yīng)對其進(jìn)行濕熱穩(wěn)態(tài)試驗。
(1)確定濕度對標(biāo)記有CH或無濕度標(biāo)記稱重傳感器的影響試驗程序
1)安裝稱重傳感器
檢查完試驗條件后,將稱重傳感器置于力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中,加載到zui小試驗載荷Dmin,在20℃保持載荷值穩(wěn)定。
2)施加預(yù)載荷
對稱重傳感器施加預(yù)載荷到zui大試驗載荷Dmax三次,每次加載后均返回到zui小試驗載荷Dmim。
3)監(jiān)視輸出值
檢查指示儀表,監(jiān)視zui小試驗載荷輸出,直至穩(wěn)定,記錄儀表示值。
4)施加載荷
對稱重傳感器施加zui大試驗載荷Dmax,按規(guī)定時間間隔記錄儀表示值。
5)卸載
卸下試驗載荷到zui小試驗載荷Dmin,按規(guī)定的時間間隔記錄儀表示值,將本程序和上兩個程序的測量結(jié)果填入表D.7中。
6)濕熱循環(huán)試驗
根據(jù)GB/T2423.4-1993交變濕熱試驗方法,GB/T2424.2-1993濕熱試驗導(dǎo)則進(jìn)行濕熱循環(huán)試驗。
試驗程序:由12個溫度循環(huán)組成,每一個溫度循環(huán)持續(xù)24小時。根據(jù)規(guī)定的循環(huán)相對濕度在80%和96%之間溫度從25℃到40℃之間變化。
試驗嚴(yán)酷度:40℃,12個循環(huán)。
初始測量:根據(jù)上述試驗程序進(jìn)行。
調(diào)整稱重傳感器狀態(tài):將稱重傳感器放入濕熱試驗箱內(nèi),輸出線留在箱外,給稱重傳感器斷電,當(dāng)降低溫度時,應(yīng)用GB/T2423.4-1993國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)部分。
恢復(fù)狀況和zui后測量:從濕熱試驗箱中取出稱重傳感器,仔細(xì)擦掉表面濕氣,讓稱重傳感器在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下放置1~2小時,以便得到充分的溫度穩(wěn)定。重復(fù)上述試驗程序,確保所施加的zui小試驗載荷和zui大試驗載荷與先前試驗時相同,將測量結(jié)果填入表D.7中。
7)確定濕度引起的變化
①根據(jù)表D.7中的試驗示值,計算出濕熱試驗前、后zui小試驗載荷下的初始示值間的差,除以轉(zhuǎn)換系數(shù)f,即為求得的以v為單位表示的濕度引起的變化CHmin。
②根據(jù)測量數(shù)據(jù),計算出濕熱試驗前、后zui小和zui大試驗載荷下的平均示值,對每次試驗,均從zui大試驗載荷的平均示值中減去zui小試驗載荷下的平均示值,然后,計算出濕熱試驗前、后所得結(jié)果的差,把此差值除以轉(zhuǎn)換系數(shù)f即可求得以v為單位表示的濕度引起的變化CHmax。
(2)確定濕度對標(biāo)記有SH符號的稱重傳感器的影響試驗程序
1)檢查指示儀表
檢查指示儀表是否在檢定周期內(nèi),如具有自檢功能時,應(yīng)啟動該功能進(jìn)行檢查,以保證儀表處于完成試驗要求的準(zhǔn)確度內(nèi)。
2)安裝稱重傳感器
檢查完試驗條件后,將稱重傳感器置于力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中,加載到zui小試驗載荷Dmin,在20℃保持載荷值穩(wěn)定。
3)施加預(yù)載荷
對稱重傳感器施加預(yù)載荷到zui大試驗載荷Dmax三次,每次加載后均返回到zui小試驗載荷Dmim。
4)監(jiān)視輸出示值
監(jiān)視zui小試驗載荷輸出,直至穩(wěn)定,記錄儀表示值。
5)試驗載荷點
在加載和卸載過程中所有的試驗載荷點,應(yīng)設(shè)置盡量相等的時間間隔,并盡可能按檢定規(guī)程表6中規(guī)定的時間間隔讀數(shù)。
6)施加載荷
施加遞增載荷,直到zui大試驗載荷Dmax,至少應(yīng)有5個遞增載荷點,其中應(yīng)包括與zui大允許誤差相應(yīng)臺階接近的zui高載荷值。
7)遞減載荷
在與施加載荷時相同的載荷點,將載荷遞減到zui小試驗載荷Dmin。
8)進(jìn)行濕熱穩(wěn)態(tài)試驗根據(jù)GB/T2423.3-1993恒定濕熱試驗方法進(jìn)行濕熱穩(wěn)態(tài)試驗。
試驗程序:
按上述試驗程序在下列三種條件下進(jìn)行試驗:
①在參考溫度(20℃或當(dāng)20℃不在規(guī)定溫度范圍內(nèi),取溫度范圍的中間值)和50%的相對濕度條件下進(jìn)行試驗。
②而后在稱重傳感器溫度范圍(-10℃~+40℃)的較高溫度和85%的相對濕度條件下,保持溫度、濕度穩(wěn)定兩天后進(jìn)行試驗。
③zui后在參考溫度和50%的相對濕度條件下進(jìn)行試驗。
濕熱穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)期間稱重傳感器的狀態(tài):將稱重傳感器放入濕熱試驗箱中,輸出連接件留在箱外,給稱重傳感器通電,按GB/T2423.3-1993、GB/T2424.2-1993的規(guī)定進(jìn)行。盡可能按檢定規(guī)程表6中規(guī)定的時間間隔記錄儀表的示值。
9)確定濕度影響
從得到的數(shù)據(jù),可以確定濕度引起的變化量,并與規(guī)定的極限相比較。