Область применения
Статическая калибровка для датчиков вращающего момента как для общих приложений так и для «эталонов-копий»
Описывается процедура классификации датчиков вращающего момента
Не подходит для калибровки ключей с торсиометром
Цифры ниже идентифицируют абзацы стандарта
4. Характеристики преобразователей крутящего момента
Все компоненты инструмента, включая кабель, должны быть идентифицированы (имя производителя, тип, 4 или 6 проводов, серийный номер, и т.д.)
Если это имеет значение должна быть указана измеряемая сторона (сторона приложения стандарта затяжки). Это применимо, к примеру, к вращающимся преобразователям, в зависимости от наличия коллекторных колец
Датчики крутящего момента и монтажные детали не должны применять боковые силы или изгибающие моменты
5.1 Калибровка датчиков крутящего момента
Калибровка = Применение известных данных крутящих моментов к датчику и запись полученных результатов
Устройство для считывания может быть заменено если присутствует дополнительная неопределённость по причине замены, менее 1/3 относительной неопределённости результата калибровки (СКС принимает это во внимание при составлении соотношения неопределённости)
Компоненты и адаптеры должны выдерживать передаваемый максимальный крутящий момент увеличивающийся в 1.5 раза
При максимальном крутящем моменте изменение длины измерительного устройства и адаптеров должно составлять менее 1 мм
Перед калибровкой преобразователь и адаптеры должны быть заряжены не менее 4-х раз, с перегрузкой от 8 до 12% номинального крутящего момента, от 1 до 1.5 минуты (в целях безопасности и во избежание повреждения во время калибровки)
5.2 Разрешающая способность устройства индикации
Разрешающая способность Р.с. является приращиванием последнего активного номера/числа, при условии что максимальная флуктуация составляет 1 единицу приращивания когда инструмент является ненагруженным
Если показания меняются более чем на 1 единицу приращивания, чёткость составляет одну половину флуктуации + 1 цифру
Минимальное значение измерительного диапазона определяется в соответствии с классом в таблице ниже (классифицирующие признаки)
5.3 Подготовка калибровки
Все изменения, если они были проведены, должны быть записаны
Измерения должны быть проведены после стабилизации температуры
Нулевой сигнал должен быть записан перед началом и после окончания процесса калибровки с разряженным
крутящим моментом в вертикальном положении
Применяйте крутящий момент с боковой стороны как указано производителем
Принудительная индикация для вращающего момента по часовой стрелке
5.4 Процедура калибровки
Процедура калибровки по часовой стрелки или против часовой стрелки в указанных этапах (обычно 5 этапов диапазона измерения)
Мы определили время ожидания в 10 секунд для каждого этапа, в качестве допустимой константы
Момент натяга до номинального крутящего момента должен быть осуществлён 3 раза в первом цикле направления калибровки и один раз после каждого изменения положения установки
После каждой предварительной нагрузки (короткое время) дождитесь стабилизации до нулевого уровня (максимум 3 минуты) и запишите значение
После последней предварительной загрузки в первом положении монтажа, зарегистрируйте текучесть через 3 минуты
Желательно чтобы процедура калибровки проводилась в 3-х положениях при 120°
Для преобразователей крутящего момента с квадратной муфтой, используются позиции 4 x 90°
Для классов 1, 2 и 5 возможно всего одно вращение при 90° или 120°
Количество измерений зависит от класса преобразователя крутящего момента, как показано в следующей таблице
Количество необходимого ряда измерений
Минимальное количество этапов вращающих моментов (в дополнение к нулевому этапу) будут следующими для каждого направления:
— классы 0,05 и 0,1 = 8 (надлежаще распределённые по диапазону измерения)
Примечание: например, на этапах 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80 e 100 % Мэ или
2, 5, 10, 20, 40, 60, 80 e 100 % Мэ
— классы 0,2 и 0,5 = 5 (20, 40, 60, 80 e 100 % Мэ)
— классы 1 к 5 = 3 (20, 60 e 100 % di Мэ) (процедура СКС для класса, этапы 1: 5)
Минимальное значение измерительного диапазона будет являться калибровочным значением
Датчик крутящего момента может быть отдельно откалиброван на нескольких измерительных диапазонов крутящего момента
Последовательность калибровки для класса 1
Температура окружающей среды должна составлять между 18 и 28°C (желательно 22°C) и являться стабильной с колебанием в ±1 K.
Интервал между двумя этапами загрузки должен быть одинаковым, особенно при наличии текучести
Указание перед измерением должно быть обнулено или учтено при расчетах
Для инструментов с определённым масштабом (н/м2) указание должно быть обнулено в начале каждой серии измерений
5.4.7 Оценка датчика крутящего момента
1 Случай: только возрастающие серии
Результат калибровки рассчитывается для каждой калибровки крутящего момента как среднее значение для различных положений установки отображаемых значений возрастающих серий, откорректированных для нулевой точки. Кубические и линейные гладкие функции вычисляются при помощи начальной точки и определяется интерполяционная погрешность
Гистерезис не принимает участие в классификации и не способствует стандартному измерению неопределённости, в то время как учитывается интерполяционная погрешность
Случай II: уменьшающиеся и увеличивающиеся серии
Результат калибровки высчитывается для каждого вращающего момента калибровки как среднее значение для различных позиций установки, значений отображаемых от уменьшающихся и увеличивающихся серий, скорректированных для нулевой точки. Линейное сглаживание высчитывается используя оригинальную точку и определяется погрешность интерполяции
Для инструментов с фиксированной шкалой (н/м2) погрешность интерполяции заменена погрешностью показаний
Погрешность реверсирования (гистерезис) и йон интерполяции (или погрешность показаний) учитываются для классификации и в качестве вклада в относительную погрешность неопределённости
Результат калибровки
Случай I: только возрастающие серии
Результат калибровки Y(Mk) высчитывается для каждой калибровки крутящего момента в качестве среднего значения для различных положений установки крутящего момента отображаемых значений увеличивающихся серий, откорректированных для нулевой точки
Случай II: возрастающие и уменьшающиеся серии
Результат калибровки Yh(Mk) высчитывается для каждой калибровки крутящего момента в качестве среднего значения для различных позиций установки отображаемых значений от возрастающих и уменьшающихся серий, скорректированных для нулевой точки
Примечание: для нулевой позиции при вторых возрастающих серий (классы 0,05 дo 0,5) не учитываются при расчёте результата калибровки
Воспроизводимость b(MK) и повторяемость b’(MK)
Воспроизводимость b(MK) высчитывается для каждого крутящего момента в качестве погрешности повторяемости отображаемых значений увеличивающихся серий сокращённых нулевой точкой в различных положениях установки
Повторяемость b’(MK) высчитывается для каждой калибровки крутящего момента в качестве значения погрешности повторяемости отображаемых значений увеличивающихся серий сокращённых нулевой точкой в одном и том же положении установки
Относительная погрешность нулевого сигнала f0
Нулевое значение должно записываться перед каждой увеличивающейся серией и после каждой уменьшающейся серии.
Нулевое значение должно быть считано после приблизительно 30 сек после полной разгрузки
Нулевая погрешность f0 высчитывается как максимальное абсолютное значение разницы между двумя считываниями во всех положениях установки
Способность к реверсированию (гистерезис) h(MK)
Погрешность реверсирования h(MK) определяется для каждой калибровки крутящего момента в качестве максимального значения абсолютных значений разницы между показателями возрастающих и уменьшающихся серий каждого этапа крутящего момента
Интерполяционная погрешность fa(MK)
Интерполяционная погрешность fa(MK) определяется при помощи гладкой функции проходящей через точку начала в диапазоне измерений:
Случай I: 3-я степень – кубическая (не применяется для классов 1 — 5, применяется 1-я степень)
Случай II: уравнение 1° градуса — линейная
Интерполяционная погрешность вычисляется для каждого калибровочного этапа как разница между результатом калибровки* и ассоциированным значением гладкой функции. Используемое уравнение должно быть указано в сертификате о калибровке.
*Результат калибровки: без гистерезиса Yh(MK), с гистерезисом Y(MK)
Погрешность индикации fq(MK)
Отклонение индикации fq(MK) определяется только для прибора для измерения крутящего момента который отображает результат непосредственно в модуле крутящего момента и для которого электронная адаптация индикации интерполяционной функции результата калибровки невозможна
Погрешность индикации является разницей между результатом калибровки и применяемым контрольным моментом
Краткосрочная текучесть
Кратковременная текучесть хороший показатель качества датчика вращающего момента (чем выше значение, тем ниже качество)
В первом положении установки, это разница между нулевой точкой перед первой серией измерений (через 3 минуты ожидания) и нулевой точкой сразу после разряда третьей предварительной нагрузки разделённый на результат калибровки на верхнем пределе диапазона
Принцип классификации
Диапазон измерения каждого назначенного класса для датчика крутящего момента содержит все калибровки крутящего момента для которых выполняются соответствующие критерии классификации – от верхнего предела диапазона измерений к самому низкому значению калибровки крутящего момента
Для классификации, минимальным значением диапазона измерений будет являться:
- ≤ 20% of ME for classes 0.2 to 5
- ≤ 40% of ME for classes 0.05 to 0.1
Критерий классификации
В целях классификации, абсолютные количества определённые в 5.4.7 преобразуются в относительные количества в соответствии со следующей таблицей. Таким образом, необходимо учитывать следующие критерии:
— относительную воспроизводимость;
— относительную повторяемость;
— относительную нулевую вариацию;
— относительную погрешность реверсивности (только для Случая II);
— относительное показание или интерполяционное отклонение;
— разрешение дисплея на нижнем пределе ассортимента измерения
Критерии классификации для устройств измерения крутящего момента
Наша электронная таблица автоматически проверяет все значения для определения класса преобразователя крутящего момента.
Сертификат о калибровке
В дальнейшем мы подробно проанализируем сертификат о калибровке который должен содержать как минимум следующую информацию:
- идентичность всех элементов устройства измерения крутящего момента и компонентов для введения крутящего момента;
- индикацию правого и / или левого крутящего момента;
- температуру окружающей среды, при которой проводилась калибровка;
- дата калибровки;
- информация о калибровочной лаборатории и используемых стандартах;
- ссылку на этот стандарт;
- результат классификации с указанием соответствующего диапазона измерений;
- результат калибровки (среднее значение отображаемых значений разных положений установки для случая I и случая II), показывающий относительную погрешность измерения результата интерполированной калибровки или относительного интервала неопределенности, например определяется на основе Приложения С и, если применимо, связанное с ним уравнение интерполяции, а также соответствующие методы определения;
- Кратковременную текучесть.
- Кроме того, сертификат калибровки должен содержать:
- таблицу значений измерений и расчетных параметров согласно 5.4.7;
- графическое представление отклонений отображаемых значений кубической (случай I) или линейной (случай II) интерполяционной функции;
- графическое представление относительной погрешности измерения для интерполированного результата калибровки или относительного интервала неопределенности, определяемого, например, на основе Приложения С, в зависимости от крутящих моментов калибровки;
- диаграмму нагрузки, представляющую зависящий от времени ход изменения крутящего момента, и время, в течение которого крутящий момент постоянно применяется в калибровочной установке с разрешением в примерно 10 секунд.
Срок действия
-Максимальный срок действия свидетельства не должен превышать 26 месяцев, но обычно рекомендуется годовая частота, особенно если существуют определенные требования к прослеживаемости или правила обеспечения качества
Преобразователь крутящего момента должен быть откалиброван:
— если он подвергся перегрузке, которая выше применяемой во время теста перегрузки
— после проведения корректирующего обслуживания; или
— после неправильной эксплуатации которая может повлиять на метрологические свойства или погрешности измерения.
Расчёт относительной неточности (в соответствии с DIN 51309)
Случай IA: классы 0,05 до 0,5 с функцией сглаживания третьего порядка
Случай IB: с линейной функцией сглаживания
классы 0,05 до 0,5
классы 1 до 5
Случай IIA: только
с линейной функцией – нейзветсная шкала
Классы 0,05 до 0,5
Классы 1 до 5
Случай IIB: только с линейной функцией – определённая шкала
Классы 0,05 до 0,5
Классы 1 до 5
Расчеты автоматически выполняются в электронной таблице, и результаты приведены на стр. 4 сертификата о калибровке (Таблица 8.1)
Неопределённость стандартного образца
Эта единственная формула расчета рассматривается с влияниями, как показано в таблице:
Вычисления обрабатываются в электронной таблице, и результат учитывается при расчете неопределенности калибровки преобразователя крутящего момента
Сертификат о калибровке
Страница 1: Титульная страница
Первая страница соответствует образцу ACCREDIA: в дополнение к логотипу Accredia, так же есть и логотип SCS. Эти логотипы указаны на каждой странице сертификата о калибровке. Страница содержит идентификационные данные клиента и информацию касательно заказа, информацию об инструменте который необходимо откалибровать (тип, образец и серийный номер), дату получения инструмента и дату калибровки, логистическую информацию от лаборатории авторизованную подписью (Руководителя Центра или его Заместителя)
Страница 2: информация
На второй странице, в соответствии с образцом Accredia, предоставлена следующая информация:
— образцовое средство измерений
— идентификационные данные эталона используемого в лабораторных условиях и его прослеживаемость (сертификат о калибровке и неопределённости)
— идентификацию и характеристики усилителя подключенного к образцу
— характеристики кабеля и адаптеров
Страница 3: информация
Следующая информация указывается детально:
характеристика инструмента который необходимо откалибровать,его усилитель, кабеля, адаптеры, чувствительность, установка по калибровке, условия среды, место калибровки (в случае калибровки вне помещения) и значение нулевого сигнала, до и после калибровки, и любая другая информация относительно калибровки
Страница 4: калибровка и результаты классификации
На этой странице указываются показатели неопределённости в зависимости от кривых интерполяции:
— случай I кубическая и линейная
— случай II только линейная.
Если применимо, указывается неопределённость для инструментов с определённой шкалой.Вторая таблица предоставляет классификацию DIN 51309 в соответствии с параметрами содержащимися в таблице 10 на следующей странице.Так же указывается кратковременная текучесть.
Страница 5: Интерполяционные уравнения и критерии классификации
На этой странице указаны:
9. Интерполяционные уравнения которые будут использоваться для классификации датчика крутящего момента и для получения значений следующей таблицы 13 на странице 7 (кубическая интерполяция)
10. Значение критерия классификации датчика крутящего момента.
Класс определяется автоматически, проверяя соответствие параметров требованиям стандарта
Страница 6: данные измерений
- На этой странице отображена таблица в которой указываются измеренные значения в качестве функции применимого крутящего момента, в соответствии с определёнными измерительными циклами.
- В этой таблице значения указаны в н/м2 но так же могут быть указаны и в мВ/В.
Страница 7: результаты в диаграммной и кубической интерполяции
- В первом графике указана относительная погрешность на отдельных этапах калибровки
- Во втором графике указана тенденция погрешности интерполяции
- Таблица кубической интерполяции показывает значения высчитанные при помощи формул из пункта 9.1 на пятой странице, для промежуточных значений различных этапов измерения
