材料试验机的检定和校准研究

如今市场上出现了多种规格、不同型号的材料试验机，采取了不同的分类方法，形成了相当丰富的计量检定规范以及规程，比如压力、拉力、电子万能、万能、电液伺服万能、轴向加载疲劳等各种类型的试验机，存在着与之相吻合的检定规程，检定与校准的大致内容均相差无几，然而却非常凌乱。极少数试验机只能用来开展压向试验，大多少试验机都能够开展拉、压试验。疲劳试验机可以开展拉拉试验、拉压试验以及压压试验。就检定过程而言，不管是动态还是静态，通常情况下只能看着压向检定。

1 校准与检定概述

1.1 检定与校准

共同点是测量系统或者测量仪器都应该与标准量值做出比较，可以看出校准是自愿性、自发性的行为。检定是具有法律效力的强制性行为，特别是针对强检计量器具而言，更是如此。如果计量器具被界定为强制性检定类型，均存在着相应的检定周期。通常情况下，材料试验机的检定周期是一年，期满后无法正常使用，应该再次予以检定，不但应该被粘贴“停用”的相关标识。而且，校准与检定都对环境提出了针对性的要求，应该准确记录相应的湿度以及温度等，部分检定仪器要获得相应的湿度、温度补偿。

从试验机的相关检定规程来看，比如电液伺服万能试验机（JJG1063-2010）、轴向加载疲劳试验机（JJG556-2011）的相关检定规程等，都比较规范化。试验机检定通常情况下涵盖了下列内容以及规程：检查外观，实验力、同轴度、试验机噪声等多个方面的检定。在这其中，关键的是试验力方面的检定，然而并未单独指出必须开展压向、拉向的检定。在相应的力值检定点，按照规定，所选择的少是五个点：试验机检定的大试验力分别达到了百分之二十、四十、六十、八十以及一百。只有《电子万能试验机检定规程》（JJG475-2008）中，进一步细化了检定点的数量。针对单量程试验机在达到了整个量程的百分之二十到百分之百的范围内，大致等间隔地挑选五个点，针对少于满量程百分之二十的检定点，应该大致挑选处于百分之十、五、二、一、零点五、零点二、零点一…，直到试验机满量程的下限。

1.2 标准量值的数量级

通常情况下，为了确保检定或者校准结果的准确性，与测量系统或者测量仪器的标准量值相比，其数量级应该高出一个等级。比如微机控制的一级万能电子试验机应该采取0.3级别的标准测力仪（环），在此基础上予以检定和校准，如此方可确保该电子试验机的力值综合误差，处于±1%的范围内。针对0.5等级的电子试验机，应采取低0.1级的检定或者校准检定（环）或者标准测力仪。在这种情况下，方可确保微机控制电子试验机的力值综合误差，应该处于±0.5%的范围内。

2 误差的检定与校准

首先，检定结果存在着一定误差，应该界定为相对误差以及绝对误差。

2.1 绝对误差=给出值－真值

此处提到的给出值指的是测量值。真值的含义是，和给定的特定量的相同意义的值，比如低一级与高一级标准器之间的误差，比较来看，前者是后者的真值。

2.2 相对误差=绝对值/真值

事实上，相对值误差既可以彰显误差本身的大小，又能够表明测量工作的准确度。可以说，相对误差越低，那么其测量结果的准确度也就会越高。通常情况下采取百分数来表达。事实上，在检定和校准过程中，人员误差是非常关键的误差来源之一。以下是它的关键表现。首先是技术性误差：因为检验人员不具备科学的检验技能，导致了相应的误差。再就是粗心大意导致的误差。因为检验人员缺乏强烈的责任心，部分情况下会发生工作粗心导致的误差。再就是程序性误差，因为工作程序比较混乱而导致的误差。

如今，主要的检定机构是各个地方的计量所，如县级、地市级、省级以及国家级等。其他应该涵盖了各个地方的特检所，再就是国防工委以及兵器工业下属的相关区域计量站，此外是国家军事法律科学规定和阐述的相关计量检定机构。

2.3 校准和检定的注意事项

首先，应该准确地登记标准计量器具的有效期以及准确度；标准计量器具或者设备的湿度、温度补偿；检定所遵循的相关标准（比如国家标准、企业标准、客户合同以及其它标准）。再就是检定单位的合法性以及检定人员是否具备了检定资格。在检定过程中，应该规避交叉进行或者同时开展检定与校准的情况，不然会给使用者或者客户导致意料之外的各种问题。通常来看，在完成了校准工作后，应该依据相关程序，科学地关机，然后再次开机，有序地开展检定工作，以确保检定结果的可再现性以及准确性。

3 主要故障的处理和调整

在实际检定以及校准材料试验机的过程中，通常情况下会碰到一些常见的问题与故障，应该结合材料试验机的具体情况，做出适时的调修。以下是经常见到的主要故障，并提供了针对性的消除方法。

首先，安装了材料试验机后，压力不够稳定，噪音比较大。它的主要原因可能涵盖了下列方面。比如油泵电机出现了缺相问题，或者接头发生了渗油；油箱里面缺乏充足的油，或者试验机管路内有空气等。其次是消除方法。应该将油管接头拧紧；请参考相关的电气原理图，准确查找具体的电源原因。然后加入N100#液压油，而且要开动相关油泵，将回油阀关闭，将送油阀打开，让试验机活塞提升一段高度，在此基础上打开了它的回油阀，让油通过回油阀，从油泵油缸流回到油箱，如此循环往复，将试验机管路内的所有空气均排出来。

其次，没有电脑曲线。具体原因如下所示：首先是传感器连线出现了松动；没有按下“开始试验”的按钮；或者说按钮失灵了。然后采取针对性的调整方法。接好传感器的连线，向下按“开始试验”的按钮；更换或者维修相关按钮。

第三，钳口打滑。以下是它的具体原因：钳口缺乏足够的压力；尺寸截面比较小。如今应该采取针对性的调整方法。利用压力，对柜前门进行调整，等到顺时针，应该调节溢流阀，直到夹紧试样；再就是更换满足试验机技术规定尺寸的相关试样。

第四，同组试块缺乏均匀的数据。主要原因如下所示：没有接好计算机上面的地线，或者同组试块的相关受压面不完全相同，或者夹具存在着问题。应该采取下列调整措施，换新家具，或者接好相关地线。

4 消除示值误差的措施

4.1 清洗测力活塞

等到试样受压之后，压力通过管道、油缸等传输到测力活塞，活塞上面的尖端解除其“窝”，带动它的拉杆向下方转移，另外一侧的刀口以及回转臂刀相互接触，呈现为线状，促使回转中心慢慢转动起来。从此处可以看出，测力活塞不能灵敏地移动，和“窝”之间的接触存在着偏差，肯定会导致误差。所以，在定期检测的过程中，应该清洗它的测力活塞，规避异物对测力活塞的相应尖端正常接触“窝”。

4.2 检查拉杆有没有接触油管抑或其他零部件

因为仪器中的空间非常有限，存在着不少部件，管道相互交错，由于检测、维修或者其他外力的影响，导致拉杆和其余零部件形成了摩擦，产生了不容忽视的示值误差。如存在这种情况，应该调整拉杆和其他零部件的位置[1]。

4.3 压力油保持洁净

依据温度的实际变化状况，科学地注入压力油。仪器用油是压力传递的关键性介质，不洁净的压力油易于堵塞油路，轻则压力油不能顺畅地循环，重则损坏、送油阀以及压力泵等。而且，要考虑当地的气候状况，在夏季、冬季使用的压力油介质应该具有针对性，过稠或者过清都会影响。所以，必须要确保压力油的清洁、干净。

4.4 清洗导轨与丝杆

当处于静态时，丝杆在表盘的后面，分别放置在绘图仪的相关导轨滑轮上以及促使指针转动的相关齿轮圆盘上，处于水平状态中。随着正切摆回转中心的逐步转动，推板也慢慢地转动起来，促使丝杆出现水平移动，使读数装置上面的相关齿轮逐步转动起来，度盘指针以及齿轮同轴，它的指针促使其从动针发生转动，力值被转变成了相应的示值读数，完成了力值试验。从此处可以看出，丝杆的相关位移对力值读数是否准确产生了重大影响。在实践中总会发现下列情况：导轨滑轮的清洁程度不高，阻碍了丝杆的移动。首先应该定期为滑轮打油，让它自如地滑动，其次，长时间以来，导轨里易于形成油泥，其阻尼系数持续提高，丝杆的平滑移动也被阻止了。所以，建议定期清洗拆卸滑轮、导轨以及丝杆，再度打油，增强它的润滑度。

4.5 其它因素

比如调整综合零位、指针、带针发生颤动，其刀口有没有处于刀承中，油压是否符合样品屈服值等，均会对力值检测工作产生一定影响。多种因素都会造成指针颤动，比如介质油非常清。再就是油阀体中平衡高压腔针体的相应间隙程度，柱塞泵单向阀出现堵塞现象等，通常情况下会导致指针颤动问题，很难准确读数。接下来是油泵中高压垫圈回油缓冲阀、送油阀等被损坏，不少柱塞无法正常工作等，会导致压力不够稳定，严重情况下不能正常地运转。

在移动或者安装仪器后，必须固定好安装操作台以及主机的水平基础。测力活塞尖端应该对准“窝”、上下夹头必须尽量同轴。全部紧固螺丝必须拧到位、拧紧。曾经笔者在某个钢管厂看到下列现象：一台万能材料试验机，达到六百千牛，刚投入使用时间不长，在工作过程中缓冲阀的针体受到较大压力而弹出，实验室墙壁被生生地砸出一个大窟窿，介质油达到了数米之远、针体变形。现场响声如雷，侥幸的是没有导致工作人员伤亡。再就是要用心，因为部分部件是反丝，务必要拧到位。

5 实际存在与使用的特例

在实际使用试验机的过程中，通常情况下会在一台试验机上面开展压缩、拉伸试验，仅仅标定了它的压向，但是没有标定它的拉向，造成了不能有效地追溯拉向试验的相关数据。在部分比较独特的环境试验中，在测量过程中，从低分辨率到它的大量程，差不多涵盖了整个过程，部分客户需要在同一台试验机上面对材料实施压、拉、弯、撕、拨、剪等试验。部分试验，由于无法安装相应的夹具，只能在大荷载试验机上面开展小载荷试件。部分试验，受到了试件的影响，宽度过大或者长度比较长，出现了超限位的问题，造成了不能在相匹配的相关试验机上开展相关实验，不得不在大载荷试验机上开展这些实验。从疲劳试验的相关随机谱来看，部分载荷的程度特能够覆盖所有量程。大部分试验机都会选取相应的检定点：比如大试验力应该选取大量程的百分之二十、四十、六十、八十以及一百，如此以来，不能有效地追溯少于满量程百分之十的极少数试验数据的出处，可信度不够高。在这种情况下，应该相应地调整试验机的输出测试状况。