Область применения
Статическая калибровка ключей с торсиометром используемая в качестве «эталон-копии» для калибровки ключа с торсиометром эталонных приборов
Калибровка высокоточных ключей с торсиометром
Описывается процедура классификации и определения расширенной погрешности в измерениях
В частности, эталонные (или образцовые) ключи разработаны с целью применения крутящего момента посредством отводного рычага и не являются чувствительными к боковой силе или к изгибающим моментам
Цифры ниже идентифицируют пункты стандарта
3. Характеристика ключа с торсиометром
• Все компоненты инструмента, включая кабель, должны быть идентифицированы (название производителя, тип, 4 или 6 кабеля, серийный номер, и т.д.)
• Должен быть указан номинальный крутящий момент
• Соединение между ключом и калибровочным оборудованием не должно включать боковые силы или изгибающие моменты
• Место применения крутящего момента можно изменить:
— в эталонных ключах в диапазоне обычных динамометрических ключей (указанных в DKD-R 3-8, в зависимости от номинального крутящего момента)
— в других динамометрических ключах, с рукоятью короче в половину длины
4.1 Калибровка динамометрических ключей
• Калибровка = Применение известных крутящих моментов преобразователя и запись предоставленных им данных
• Возможно заменить считывающее устройство если дополнительная неточность по причине замены составляет менее 1/3 относительной неопределенности калибровочного результата (СКС учитывает этот факт при определении баланса неточности)
• Компоненты и адаптеры должны выдерживать максимальный передаваемый крутящий момент повышающийся в 1.5 раза
• Перед калибровкой динамометрический ключ и адаптеры должны заряжаться не менее 4-х раз с перегрузкой от 8 до 12% номинального крутящего момента, в течение от 1 до 1.5 минуты (в целях безопасности и во избежание повреждения во время калибровки)
4.2 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 критерии)
• Для устройств отображения нулевого подавления, нулевое подавление будет отключено для определения показания
4.3 Подготовка калибровки
• Все настройки, при их проведении, должны быть записаны
• Измерения должны быть проведены после стабилизации температуры
• Нулевой сигнал должен быть записан до и после калибровки с разряженным крутящим моментом в вертикальном положении
• Принудительная индикация для крутящего момента по часовой стрелке
4.4 Подготовка 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 предел текучести 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 крутящего момента (в дополнение к нулевому этапу) будет следующим:
• классы 0,05 и 0,2 = 8 (распределённых соответствующим образом по диапазону измерения)
Примечание: к примеру, в этапах 10, 20, 30, 40, 50, 60, 80 e 100 % ME или
2, 5, 10, 20, 40, 60, 80 e 100 % ME
• Класс 0,5 = 5 (20, 40, 60, 80 e 100 % ME)
• классы 1 до 5 = 3 (20, 60 e 100 % di ME) (процедура СКС для класса, этапы 1: 5)
Минимальное значение диапазона измерения будет одним из значений калибровки
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
Изменения в длине рычага
(только для ключей передачи крутящего момента)
• Для оценки влияния мест применения силы на рычаг, ряд длины рычага, средний и короткий рычаг, в зависимости от номинального крутящего момента (только для ключей передачи крутящего момента) предусмотренных в соответствии с таблицей.
• Для стандартных ключей, предусмотрена опция вариации половины длины от центра рукояти
• Для крутящего момента выше 2000 н/м2 будет выбрана соответствующая длина отводного рычага
4.4.7 Оценка динамометрического ключа
Воспроизводимость b, повторяемость b’ и bl
• Воспроизводимость b высчитывается для каждой точки калибровки в качестве разницы между возрастающими сериями в различных положениях установки средней длины отводного рычага
• Повторяемость b’ высчитывается для каждой точки калибровки в качестве разницы между возрастающими сериями в одном положении установки и средней длины отводного рычага
• Повторяемость bl высчитывается для каждой точки калибровки в качестве разницы между величинами второй возрастающей серии значений средней длины отводного рычага и серии значений при минимальной длине отводного рычага
Интерполяционная погрешность fa
• Интерполяционная погрешность fa определяется при помощи гладкой функции высчитанной посредством точки начала координат и в зависимости от точек калибровки используемых средствами уравнения 1-го или 3-го уровня
• Интерполяционная погрешность определяется для каждого этапа калибровки как разница между результатом калибровки и соответствующим значением гладкой функции
• Для динамометрических ключей с определённой шкалой (такие как СКС ключи), определяется отклонение дисплея fq.
Относительная погрешность нулевого сигнала f0
• Нулевое значение будет записано перед каждым возрастающим рядом и перед каждым убывающим рядом.
• Нулевое значение будет считано через примерно 30 сек после завершения разгрузки
• Нулевая погрешность f0 высчитывается как максимальное абсолютное значение разницы между двумя считываниями во всех положениях установки
Способность к реверсированию (гистерезис) h
• Погрешность реверсирования Н (СВЧ) определяется для каждого калибровочного момента в качестве максимального значения абсолютных значений разницы между указателями возрастающего и убывающего ряда для каждого этапа крутящего момента
Результат калибровки X
• Интерполированное значение для каждого значения крутящего момента представляет среднюю величину результатов серии этапов измерения возрастающего крутящего момента с рычагом средней длины
Погрешность показания fq
• Отклонение показания fq определяется исключительно для прибора крутящего момента показывающего результат непосредственно в модуле крутящего момента и для которого невозможна электронная адаптация показания интерполяционной функции результата калибровки
• Представляет разницу между средним значением возрастающих крутящих моментов в различных положениях установки и применяемой контрольной точкой крутящего момента
Принцип классификации
Диапазон измерения для которого определённый класс относится к динамометрическому ключу, содержит все моменты калибровки для которых выполняются соответствующие критерии классификации – от верхнего предела диапазона измерения до самого низкого значения калибровочного момента
В целях классификации, минимальное значение диапазона измерений должно быть:
• ≤ 20% Мэ для классов 0.2 до 5
Критерии классификации
В целях классификации, абсолютные количества преобразуются в относительные количества в соответствии со следующей таблицей. Таким образом, необходимо учитывать следующие критерии:
• Диапазон с одинаковым направлением установки,
• диапазон с разным направлением установки,
• диапазон с разной длиной отводного рычага,
• отклонение интерполяции или отклонение индикации,
• отклонение нулевой точки и
• диапазон реверсивности
Критерий классификации для динамометрических ключей
Наша электронная таблица автоматически проверяет все значения для определения класса динамометрического ключа
Сертификат о калибровке
В дальнейшем мы подробно проанализируем сертификат о калибровке который должен содержать как минимум следующую информацию
• личность заявителя,
• идентичность всех ключей с торсиометром и составляющих введения крутящего момента, а так же цель эталонного прибора,
• информацию относительно левого и правого крутящего момента, а также длины отводных рычагов,
• результат классификации с перечислением соответствующего диапазона измерения и неопределённости измерения в соответствии с Приложением B,
• оценку (средние значения измеренных значений увеличивающихся серий) и функцию балансировки,
• температуру окружающей среды при которой была проведена калибровка,
• дату калибровки,
• информацию для идентификации проверочной лаборатории,
• ссылку на эту директиву.
Сертификат о калибровке должен дополнительно содержать:
• таблицу измеренных значений и аналитически полученные характеристики в соответствии с пунктом 4.4.7 и
• графическое изображение кривой.
Для динамометрических ключей с определенной шкалой (такие как СКС), можно указать соответствие параметрам необходимым одному классу; для других динамометрических ключей, дополнительно, можно указать только уравнение кривой интерполяции
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
Динамометрический ключ будет перекалиброван:
• если он подвергся перегрузке, которая является 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 DKD-R 3-7)
Относительная стандартная погрешность измерения w сопоставленная крутящему моменту M определяется по формуле:
в которой:
wKE является неточностью системы калибровки а также присутствуют различные влияния ∂M:
• δM1 Влияние разрешения r устройства отображения на объект калибровки
• δM2 Влияние повторяемости b‘
• δM3 Влияние воспроизведения b
• δM4 Влияние диапазона реверсирования h
• δM5 Влияние возврата к нулю f0
• δM6 Влияние условий введения силы bl
• δM7 Влияние отклонения индикации или интерполяции fq или соответственно fa.
• δM8 Влияние неточности измерения UKE прибора калибровки крутящего момента, включая часть для долговременной стабильности устройства калибровки крутящего момента.
Для неопределённой шкалы и использования линейного уравнения или определённой шкалы расширенный диапазон неточности W’ учитывает отклонения интерполяции fa или дисплея fq следующим образом
для неопределенной шкалы и использования
линейного уравнения
для определённой шкалы
Расчёты производятся автоматически в электронной таблице, и результат приведён на стр. 4 сертификата о калибровке (Таблица 8.1)
Интегральная функция распределения
содержит таблицу для расчета относительных стандартных отклонений различных влияний, которые способствуют неопределенности расчётов:
В нашей электронной таблице расчёты производятся в соответствии с стандартом
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 и авт оризованную 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)
• идентификация и характеристики усилителя подключенного к образцу - характеристика 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: результаты калибровки и классификации
На этой странице представлены неточности значений относительно кривым линейной интерполяции (по часовой и/или против часовой стрелке) и, как в этом случае, неточность приборов на определённой шкале. Вторая таблица предоставляет классификацию в соответствии с DKD-R 3-7, параметрами содержащимися в таблице 9 на следующей странице.
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 таблицы 13 на странице 7 (кубическая интерполяция)
10. Значения для критериев классификации датчика крутящего момента.
Класс определяется автоматически, проверяя соответствие параметрам требований 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 полученные при помощи формул из пункта 9.1 на странице 5 для промежуточных значений различных этапов измерения
