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1、中 华人民 共和国 国 家计量检定 系统 J J G 2 0 4 5 - 9 0 力值 ( 蕊I MN )计盆器具 1 9 8 9 年 1 0 月1 3日 批准1 9 9 0 年8 月1 5 日 实施 国 家 技 术 监 督 局 力值( 1 MN) 计t器具检定系统 Ve r i f i c a t i o n S c h e me o f Me a s u r i n 3 I n s t r u me n t s f o r F o r c e ( -1 MN) J J G 2 0 4 5 -9 0 本国家计量检定系统经国 家技术监督局于1 9 8 9 年1 0 月1 3 日批 准，并自工
2、9 9 0 年 8月1 5日起施行。 起草单位:中国计量科学研究院 本检 定系统技术条文由 起草单位 负责解释。 本检定系统主要起草人: 李庆忠 中国计量科学研究院) 邹景钢 ( 中国计量科学研究院) 减健 ( 中国测试技术研究院) 目录 一 计量基准器具 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) 二 计量标准 器具 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) 三 工作计量器具 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 3 ) 四 力值 ( 1 MN )计量器具检定系统框图 一( 4 ) J J G 2 0 4 5 -9 0 共 4 页第 I页 力值 ( 1 MN)计f器具检定系统 本检定系统适用于力值 ( I M N )计量器
4、具的 检定. 它规定了 力 值的单位牛顿 ( N )国家基准的 用途， 基准所包括的全套基本计量器 具，基准的计量学参数和借助于计量标准向工作计量器具传递力值单 位量值的 程序，并指明其不确定度和基本检定方 法等. 在整个力值检定系统中，力标准器可分为两类.第一类为产生力 值的固定式标准器.这类标准器按结构分为静重式、 杠杆式、液压 式 和叠加式等. 第二类为传递力值的各种便携式标准器. 这种标准器按 其测量原理可分为 百分表式、水银箱式、光学式、激光式、 应变式、 压磁式、电感式、电容式、振弦式等测力仪。 一计 t 基 准 器 具 1 力值国家基准由6 台静重式力基准机组成.6 台静重式力基
5、 准机 的 力 值 范围分别为 : 2 0 k N J 1 M N ; 2 k N - r 1 0 3 k N ; 1 0 0 N - 6 k N ; 1 0 0 N -5 k N, 1 0 N -I k N ; 1 0 N - - 1 0 0 N 。 静重式力基准机 是以祛码产生的重力作为基准 力值，通过适当的机构按预定顺序自 动 地把力值施加在被检定的侧力仪上这种机器的力值不确定度主要取 决于祛码质量的不确定度，安装地点重力加速度的测量不确定度，祛 码和空气密度的测量 不确定度，同时还与祛码的稳定性、 加卸方 式及 机器的 结构等有关. 1 0 N -1 M N力值国家基准的力值总不确定度
6、0 为 2 x 1 0 - ( 其置信系数为3 ,以下均同) . 二计 且 标 准 器 具 2 力标准机有杠杆式.液压式、静 重 式和叠加式等四种型式. 杠杆式力标准机以珐码产生的重力作为标准负荷，经过适当的杠样机 构放大后按预定顺序自 动地把力值加到被检A力仪上.它比静重式力 标准机容易 得到更大的 力值，其计量学性能主要取决于杠杆的构造与 共 4页第 2页 7 J C 2 0 4 5 -9 0 组合情况， 刀刃和刀承的构造以及加工安装质量等。目 前国内 这种机 器均为单杠杆结构，其杠杆比为1 0 : 1 和2 0 : 1 ， 最大力值有 1 MN , 3 0 0 k N , 1 0 0 k
7、 N和6 0 k N ( 包括少量5 0 k N )四种，力值总 不确定度 6 一般达3 x 1 0 - “ ，甚至达1 x 1 0 - , 。考虑到检定条件和费 用， 杠杆 式 力标准机的 力值总 不确定度6 定为5 x 1 0 - 和3 x 1 0 - 4 两类. 实际检定 时，根据具体检定结果确定其 所属 级别. 对于液压式力标准机，考虑到目 前这种机器的 加工与调整水平及 检定费用，其力值总 不确定度。 定为1 x 1 0 - “ 和5 x 1 0 - 两级. 叠加式力标准机用 一个 ( 组)比 被检定的测力仪精度高的测力仪 作为标准， 与被检的测力仪进行串联，以液压方 式或机械方式施
8、加力 值. 这种力标准机的力值总 不确定度d 主要取决于标准测力仪的精度 指标，加荷机构的性能以及安 装质量等.国内已 有1 MN叠加式力标 准机， 力值总不确定度6 达5 x 1 0 _ , .对于可能建立的其他类型的产 生力值的装 置， 只 要力位总不确定度6 不大于1 x 1 0 - ， 也可作为力标 准机 。 3 传递力值的标准测力仪的主要技术指标有两个，其 一是重复 性 R ，其二是稳定度 S b .根据目前标准力值准确度的水平，将作为基 准力值与 标准力值之间的传递和比对工具的 标准测力仪分为 两级，即 0 . 0 1 级和0 . 0 3 级。根据R和S b 均应不大于被检力标准
9、机的 力值不 确定度的三分之一的要求，0 . 0 1 级标准测力仪用于。 , 0 3 和0 . 0 5 两个 级别的力标准机的检定. 0 , 0 3 级标准测力仪用于。 . 1 级力标准机的 检定，为达到此要求，目前需要用相应等级的传感器与相应的测试仪 表，同 时要尽量保证检定条 件与使用条件的一致。 作为标准力值与一般工作机之间的传递的 标准测力仪分为三级， 即0 , 1 级，0 . 3 级和。 , 5 级，0 , 1 级标准测力仪用于 检定力值不确定 度优于0 , 5 % 的试验机，0 , 3 级标准测力仪用于 检定力值不确定度优 于1 % 的试验机，。 . 5 级标准测力仪用于检定力值不
10、确定度优于2 %的 试验机. 最大力值较小的拉力试验机和弹簧试验机也可以用重力不确定度 小于1 x 1 0 - 的专用砖码检 定 J J G 2 0 4 5 - 9 0共 4页第 3页 根 据 量 值 传 递理 论 ， 在 满 足 力 值 检定 系 统 框 图 及 上 述 有 关 说明 的 要求时，各级力值之间的传递可以 略去上一级的力值不确定度或其他 指标对下一级的影响。 4 在 检定 系 统 框图 中 ， 作 为 标准 的 静 重 式力标准 机 的 力 值 不 确 定度的确定方法同静重式力基准机。与此同时，还需用高精度的传感 器与力基准机进行比对. 5 对于检定小力值试验机的校验杠杆 ，其
11、检定是通过直扭 测量 它的杠杆比和 称量所带祛码来完成整个仪器的 力值总 不确定度能较 容易地达到1 x1 0 - . 三 工 作 计 f 器 其 6 一般材料试验机主要指 用于金属材料等力学性能试验的机器， 根据其技术指标分为两级.力值总不确定度不超过1 %的 机器大部分 是传统的 液压 式或机械式材料试验机，用0 , 3 级标准测力仪进行检 定. 力值总不确定度不超过0 . 5 %的机器大部分是用力传感器进行力 值测量的电子式材料试验机，用 0 . 1 级标准测力仪进行检定。 7 小力值 试验机主要用于金属小 试样和非金属材料的力学性能 试验中.可用两种方法检定，或者是 0 . 3 级标准
12、测力仪，或者是校验 杠杆. 8 专用试验机主要指用于 建筑、化工等行业的某些非金属 材料 试验机.由于样品分散性较大，准确度要求不高，因此将这类机器的 力值总不确定度降低到2 %，用0 . 5 级标准测力仪检定即可. 9 微小力值试验机一般通过直接施加标准祛码产生 力值。其力 值总不确定度的确定与静重 式力基准机相同，二者的 差异只是前者测 量精度较低，有些因素不必考虑. 1 。 随着 科学技术的 发展， 有些部门要求用高精度试验机对某些 材料进行 力学性能试验，以 便获得更可靠的试验数据。这类试验机主 要是电子试验机，力值总不确 定 度 为 0 , 1 %,需用 0 . 0 3 级标准测力
13、仪进行检定、 1 1 其它测力仪主要指各种不同精度、不同原理、不同量程的测 共4页第 4 页 J J G 2 0 4 5 -9 0 力与称重用传感器。除了少数0 . 0 1 级和0 . 0 3 级的测力仪用静重式力 基 ( 标)准机检定外，其余大多数根据需要与可能用相应的力标准机 进行检定。 1 2 工作测力仪主要用于汽车、拖拉机的牵引 力等 测量中，大多 致在条件较恶劣的 现场中使用，对其力值的重复性和 稳定度要求不 高，一般为 3 %.这类仪器可用任何量程合适的力标准机检定， 四 力值 ( 1 M N )计fim兵检定系统框圈 力值( 1 MN) 计量器具检定系统框图 计妞基准器具 标 器 具 工作计t器具 符号说明: 力值总不确定擞 1 S b-力值毯定RI 信系数为3 ) ， CL渡别