调整拉伸试验机的示值误差是一项精密且专业性很强的工作,通常需要由经过培训的专业人员或计量检定/校准机构来进行。它涉及机械、电气、传感器、软件等多个方面。以下是一般的调整步骤和注意事项:
核心原则:先诊断,后调整
1.确认误差的存在和大小:
通过有资质的计量机构进行定期检定/校准,获得正式的检定/校准证书。这是判断误差是否超差的法定依据。
使用标准测力仪或标准砝码(根据量程选择合适等级的标准器)按照设备操作规范和计量规程进行内部比对。记录各测试点的示值误差。
2.分析误差来源:确定误差是系统性的(如线性误差、零点漂移)还是随机的(如重复性差)。常见的误差来源包括:
力传感器问题:传感器本身老化、过载损伤、漂移、温度影响、接线不良。
信号调理/放大器问题:放大器增益漂移、零点漂移、噪声干扰。
数据采集系统问题:A/D转换器精度、采样频率、软件算法问题。
机械结构问题:
同轴度偏差:试样装夹后上下夹具不同心,产生侧向力分量,影响传感器读数。
导向机构磨损/间隙:导致运动不平滑或产生附加摩擦力。
传动系统问题:丝杠、齿轮、皮带等磨损或润滑不良,影响位移测量精度或施力平稳性。
夹具打滑:影响力值传递。
环境因素:温度、湿度、振动、电源波动超出设备允许范围。
软件参数设置错误:传感器系数、校准参数、单位设置等输入错误。
操作不当:试样装夹不标准、设备预热不足、标准器使用错误等。
调整步骤(需结合具体设备型号和说明书)
1.准备工作:
安全第一!确保设备断电,并采取必要措施防止意外启动。
准备好设备技术手册、校准手册(如有)、软件操作指南。
准备好必要的工具(螺丝刀、扳手、水平仪等)和标准器(标准测力仪、标准位移计)。
确保工作环境符合要求(温度、湿度、无强电磁干扰、稳固地基)。
清洁设备,特别是夹具、导向装置、传感器表面。
2.排除操作和环境因素:
严格按照标准操作规程进行测试。
确保设备充分预热(通常30分钟以上)。
检查并确保实验室环境满足设备要求。
3.机械调整:
检查并调整同轴度:
使用专用同轴度校准棒(或标准试样)和百分表(或电子水平仪)。
按照手册说明调整上下夹具的中心位置和方向,确保在拉伸过程中试样受力尽可能沿单一轴线,侧向力最小化。这是非常重要且常被忽视的步骤。
检查并调整导向机构:
检查导向柱(或导轨)的润滑状况,清除污垢,按要求加注合适润滑油/脂。
检查导向套(或滑块)的磨损和间隙。如间隙过大,可能需要更换部件或调整预紧力(如果设计允许)。
确保活动横梁移动平稳、无卡滞、无异响。
检查传动系统:
检查丝杠、齿轮、皮带等是否有磨损、变形、松动。
按要求润滑传动部件。
检查联轴器是否紧固、对中良好。
检查夹具:确保夹具齿面清洁、无损伤,夹持可靠无打滑现象。必要时更换夹具钳口。
4.电气/传感器/软件调整:
检查接线:仔细检查力传感器、位移传感器(如引伸计)、编码器等所有信号线和电源线的连接是否牢固可靠,无破损、无虚焊。
零点校准:
确保设备处于自由状态(无试样,夹具未接触)。
在软件或控制器界面执行“零点校准"或“零点平衡"操作。这消除传感器的初始偏移。
有时需要在传感器硬件端进行零点微调(通过电位器),需参照具体传感器手册。
传感器系数校准(最重要的一步):
连接好标准测力仪(确保其在有效期内且准确度等级高于试验机要求)。
在软件中找到“力校准"、“传感器校准"或类似菜单。
按照软件提示,从零开始逐步加载到多个校准点(通常至少5点,均匀分布在整个量程,包括最大量程点)。在每一点稳定后,软件会读取标准测力仪的力值(真值)和试验机传感器的输出值(原始读数)。
软件根据输入的标准值和采集的原始值,自动计算出新的传感器灵敏度系数(单位:mV/V或数字量/kN)或生成一个校准曲线/表格(用于修正非线性)。
保存新的校准参数。此步骤会覆盖原有的校准参数!
位移系统校准:
如果位移误差也需要调整(通常指横梁位移,不包括引伸计)。
使用标准位移计(如激光干涉仪、高精度光栅尺)或已知精度的量块。
在软件中找到“位移校准"或“行程校准"菜单。
驱动横梁移动一系列已知的标准距离,在软件中输入标准值。
软件计算并更新位移测量系统的比例系数或生成校准曲线。
保存参数。
检查软件设置:再次确认软件中设置的传感器型号、量程、校准参数文件是否正确加载。
5.调整后验证:
重复进行步骤1的检定/校准/比对。
使用标准测力仪在多个点(特别是常用点和最大点)测试,确认调整后的示值误差是否已满足设备规格书或相关标准(如JJG139,ISO7500-1)的要求。
测试设备的重复性和再现性。
如果验证不通过,需重新分析原因并调整。