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[扭矩] 为何如此修改检定规程

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学有所长 发表于 2012-3-5 16:16:14 | 显示全部楼层 |阅读模式

    扭矩扳手标准检定仪的检定规程要修改了,量值传递的路线图也要改了,扭矩标准机的武功随之要被废掉一半,WHY

20年前,我国的扭矩扳手标准检定仪多为机械式和液压式,这种检定仪的显示器与施加载荷的机构结合成一体,称为整体式仪器,准确度多为1级和2级,依据20年前的检定规程JJG797-1992在机械式扭矩仪上吊挂杠杆砝码来检定是合适的,没有出现大的误差问题,至今仍适用。但按照该规程检定传感器式检定仪会出现很大的量值传递问题,这个问题存在了20年,不能再厚着脸皮不更改了。

问题1. 众所周知,按照JJG797-1992老规程,传感器式检定仪在扭矩标准机上检定。事实上,在标准机上检定的仅仅是传感器,不是扭矩仪,测量数据仅仅反映了传感器性能,不是扭矩仪的性能。这限于当时编写规程的人对设备的认知水平。20年来,各级计量机构在这规程约束下一直把三脚猫当骏马,违心地称凤姐为大美女。

老规程的表述把传感器放到标准机上检定就是检定了扭矩仪,实际上把传感器定义为标准扭矩仪,这是一个非常严重的错误,已经产生了一系列不良后果。现在实验室里的标准检定仪都由二次仪表、传感器、加载装置组成,无论整体式还是分体式皆如此。电子技术发展到今天,国内外的仪器和传感器的制造技术已经有巨大进步,传感器的测量误差为0.1%已经普遍化,稳定性也有显著提高,已经不是影响扭矩扳手测量设备准确度的主要因素,加载装置成了影响测量设备准确度的主要误差来源,偏偏没有人能够测量这加载装置引起的误差量,少有人考虑这个误差量,不确定度评定时也不考虑加载装置对不确定度的贡献。

问题 2. 把传感器放到扭矩标准机上检定,传感器受到的载荷为纯扭矩,把传感器放回到检扳手的设备中,若该传感器在往下量传中受到的载荷能够再现被上级量传时的载荷就没有问题,但该传感器检定扭矩扳手时受到的载荷不是纯扭矩了,它受到多个系统内力作用,量传过程就出现问题。好比说:国际红十字会要“量传”100件面包到灾区,派郭美美传递,途中郭美美饿了,吃了5件(理解,经营慈善事业需要成本),只传了95件面包,误差为-5%。国际红十字会另派陈光标“量传”100件面包,陈光标觉得灾民太可怜了,添20件,实际“量传”了120件,误差为20%。这就不是好的量值传递,计量中不允许这样随便增减传递中的量,要严格控制传递中量的变化。可见,郭美美与陈光标不适合搞量传,只能当押运员。20年来,我们的处长主任们,高工助工们在检定扭矩扳手方面经常充当了押运员的角色。由于检定规程的错误,我们没有很好控制传递中扭矩传感器量值的变化,甚至没有检测出该变化量。

过去审计局长坐在办公室审核村里领取国家补助款的人数,现在则是亲自走下农村,向村长审核领款人数。两种工作方法得到的个数字哪个更准确?

新的检定规程的重大改变是将标准器具置于扭矩扳手测量系统中,“感知”该测量系统的测量能力。过去只检定传感器,以后检定测量系统。用量传标准扳手(国外称之torque transfer wrench)检定扭矩扳手标准检定仪的方法由德国人发明,这是很好的量传手段。扭矩扳手在标准检定仪中被检定时“看”到什么,“感知”到什么,受到什么力,量传扳手也能“看”到什么,“感知”到什么,受到同样的力。这就是“审计局长”“下基层”能采集到真实的“基层”情况。

新规程实施后,过去许多误差是非问题将得到验证和纠正,许多垃圾设备也会露出原形,传感器的准确度不能代表标准扭矩仪的准确度了。用标准扳手检定出来的准确度是标准扭矩仪的真正的准确度,是仪器、传感器、加载装置构成的测量系统的准确度,这样的量传才是科学的。

测不准 发表于 2012-3-5 22:16:20 | 显示全部楼层
楼主很有才啊!文章写的形象生动,妙趣横生。虽然我没有接触过你说的扭矩扳手标准检定仪及其检定规程,但通读全文后,也算是略知一二啦。的确,可能由于认知的问题,以往的规程并没有考虑的那么清楚,那么深远,甚至出现认识偏差。现在,我们越来越明白,测量的准确度不是仅靠某个传感器性能的高低(甚至关键因素已不是传感器,因为传感器水平已经达到一定高度),而是整个系统有机结合的最终反映。所以要检定就应该检定整个测量系统的最终反映,而不是某个分量。
 楼主| 学有所长 发表于 2012-3-11 21:53:33 | 显示全部楼层
回复 2# 测不准


    听到共鸣的声音了,懂得误差分析的人还是有的
陕西计量 发表于 2012-4-3 23:01:16 | 显示全部楼层
量传标准扳手(国外称之torque transfer wrench)用杠杆砝码传递还是用扭矩标准机,说白了,扭矩标准机是带支撑的杠杆砝码系统,何况杠杆砝码的准确度也就0.05%,按3倍量传关系,0.1%扭矩传感器有几家能检定,整一量传标准扳手有用没,我们2002年以前嫌拆扭矩扳手检定仪的扭矩传感器麻烦,直接给0.3%的扭矩传感器底座安装一花键转接工装,再配扭矩扳手形状的工装检扭矩扳手检定仪,专家评审说不合适,现要推行的量传标准扳手和我们的土工装有什么区别.从事扭矩计量这20年来,最高标准从杠杆砝码变到扭矩标准机,又要从量传标准扳手变到杠杆砝码,整个回到原点,这样以前的投入都白瞎了.检定规程变来变去,就是资助的厂家变了,我们又要投入了.
 楼主| 学有所长 发表于 2012-4-16 21:57:28 | 显示全部楼层
回复 4# 陕西计量


    使用扭矩扳手形状的工装来检扭矩扳手检定仪,10年前可是先进方法啊,比日本还要领先一步,不知道当时评审专家说不行的根据是什么,是该土扳手的精度不够还是认为这种方法不可行,不合理呢?应该是说不符合检定规程吧。即使你们有充足的理由据理力争,还是争不过现有的检定规程,写规程的人没弄懂,胡说在扭矩标准机上检扭矩传感器,检的就是扭矩标准检定仪,你的方法再先进都不可行。

    扭矩标准机的不确定度可以达到0.03%,检定0.1级的量传标准扳手没有问题,用此量传标准扳手检定扭矩扳手检定仪也是合理的。

mikejiang 发表于 2012-4-21 15:00:29 | 显示全部楼层
写检定规程的都是研究所的的基本不是做扭力扳手的厂商
国外的都是做扭力扳手的厂商为依据,国情
 楼主| 学有所长 发表于 2012-5-19 18:29:46 | 显示全部楼层
回复 6# mikejiang


    欧美国家的扭矩扳手生产商同时研究生产扭矩测量设备,为什么这样设计扭矩扳手,为什么那样设计扭矩测量设备,只有他们最明白。设备第一次实验,第一次使用都是他们,有什么改进,也是他们做。所以,检定规程由他们编写才是切合实际的。

    中国的情况不同。中国的计量技术自认落后,要紧靠国际水准,要与国际接轨。国外已经有现成的规程,拿来用就是了,省得费力研究。也不敢另树旗帜,外国不搞的,我们绝不能搞。所以,我们的检定规程主要翻译欧盟的规程,那么,编写检定规程的人首先要懂英文,翻译要准确,对设备是否有研究是次要的,甚至不懂力学的人也可以参与编写。

   
xqbljc 发表于 2012-5-19 21:30:44 | 显示全部楼层
希望规程的制、修订是按“四性”来搞(即科学性、正确性、经济性和实用性)。如果搞规程把经济效益放在第一且唯一的位置,那就不好说了。
 楼主| 学有所长 发表于 2012-6-24 16:55:31 | 显示全部楼层
加载装置引入的标准不确定度的量有多大

    不研究加载装置,就不知道加载装置产生的测量误差,对测量不确定度的贡献有多大。深入剖析,方知该贡献量超乎想象。   

    加载装置包括减速机构、承载力臂、支撑杆件、传感器支承机构、转接件,这些构件的不同决定了加载装置对不确定度的贡献大小各不相同,而且差别甚大。

     研究表明,对于不良加载装置而言,量化分析结果是在合成标准不确定度中其贡献量超过80%。当该贡献量超过90%时,允差为0.3%的扭矩传感器与仪器引入的分量,包括重复性引入的分量也可忽略不计了。

    304所近年做了大量的实验,验证了加载装置引起的测量误差在+/-0.66%~0.87%之间。据此,中国合格评定全国认可委员会在全国扭矩扳手校准能力验证报告上,对比对活动中作为参考标准的设备进行较为准确的评定,结果加载装置引入的标准不确定度占了全部不确定度引入量的绝大部分——方差比为91%,以至完全可以代替合成标准不确定度,此实验结果与理论计算结果相吻合。以下是摘录的不确定度分量汇总表:



加载装置的不确定度表.jpg
铁路供电 发表于 2013-3-25 20:32:32 | 显示全部楼层
检定就应该检定整个测量系统的最终反映,而不是某个分量
czjl191 发表于 2013-10-8 13:12:59 | 显示全部楼层
其实是这样的,为什么要用标准的扭矩扳子检定扭矩扳子检定仪主要是出于对扭矩扳子检定仪的加载机构也进行检定的,如果单纯的检定扭矩扳子检定仪的扭矩传感器和显示仪表部分就不能够看出侧向力扭矩扳子检定仪的影响量到底有多大(即:0.3级的扭矩传感器和显示仪表并不能够代表扭矩扳子检定仪能够达到0.3级)。对于JJG797-2013,我感觉应该区分不同类型的扭矩扳子检定仪所使用不同的标准器,如果是具备抗侧向力机构的扭矩扳子检定仪可以只检定扭矩传感器和显示仪表,所使用的标准器可以是标准扭矩机;如果不具备抗侧向力机构的扭矩扳子检定仪则不可以只检定扭矩传感器和显示仪表,所使用的标准器应该是标准扭矩扳子。当然这样做的前提是需要做科学的理论分析和大量的验证试验,确定具备抗侧向力机构的扭矩扳子检定仪侧向力对扭矩扳子检定仪的示值影响是可以忽略不计的,可惜的事情是这样的事情专家们是不会去做的。如果一味的模仿德国和日本的做法我觉得有点不妥,杠杆和砝码都可以作为标准器,我觉得扭矩标准机也就是杠杆加自动加载砝码的机器为什么不可以用,如果一定要说杠杆和砝码的检定可以测出扭矩传感器的部分抗侧向力,那为什么不可以单独的列出一个指标来检定侧向力对示值的影响量呢?什么叫取其精华,去其糟粕?不是国外的东西都是好的。退一万步说,如果要推行标准扭矩扳子开展扭矩扳子检定仪的检定,至少是标准扭矩扳子在国内已经开始广泛使用了并且具备了可靠地量值溯源体系。而现在什么都没有!这样的标准制定让我们可怜的一线检定员彻底无语了!不管你信不信,反正我是信了!
钟神秀 发表于 2013-10-9 08:46:52 | 显示全部楼层
回复 1# 学有所长


    用标准的扭矩扳子检定扭矩扳子检定仪是对整个装置进行系统验证,其出发点是正确的。
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