JJG557-2011《標準扭矩儀》檢定規(guī)程解讀
郭斌
一、修訂背景
近幾年，扭矩測量技術發(fā)展迅猛，目前在國內(nèi)，大量采用應變式等扭矩傳感器配合精密數(shù)字測量儀表構成扭矩儀對扭矩量值進行測量，測量準確度大大提高，且便于攜帶和讀取數(shù)據(jù)。JJG557-1988《標準扭矩計》檢定規(guī)程(以下簡稱“舊規(guī)程”)已經(jīng)不能滿足扭矩計量的發(fā)展。為此，國家質(zhì)檢總局批準對舊規(guī)程進行修訂，由中國計量科學研究院主持，中國航天科技集團公司一院一〇二所和中船重工集團公司第七〇四所等單位參加。
2010年經(jīng)全國力值硬度計量技術委員會審定通過，2011年經(jīng)國家質(zhì)檢總局審批，JJG557-2011《標準扭矩儀》檢定規(guī)程(以下簡稱“新規(guī)程”)于2011年11月30日發(fā)布，2012年5月30日實施。
二、修訂目的
舊規(guī)程的適用范圍僅為標準扭矩計，即新規(guī)程中百分表式標準扭矩儀。目前此類扭矩儀數(shù)量十分有限、結構較為單一，有被應變式等扭矩儀完全替代的趨勢。由于準確度級別、檢定操作性等的限制，目前廣泛應用于扭矩計量的應變式等標準扭矩儀的檢定尚無十分合適的檢定規(guī)程。
新規(guī)程的頒布實施，使廣泛應用于扭矩計量且發(fā)揮重要作用的標準扭矩儀的檢定和校準有了切實可行的操作準則，填補了JJG2047-2006及扭矩專業(yè)相關檢定規(guī)程的空白。為標準扭矩儀的生產(chǎn)者、計量部門以及使用者提供了較為專業(yè)的技術依據(jù)。
新規(guī)程頒布后，計量部門可根據(jù)各自區(qū)域的需求，對扭矩標準機進行完善和升級改造。
三、修訂內(nèi)容及重點
新規(guī)程從章節(jié)架構上參照JJF1002-1998《國家計量檢定規(guī)程編寫規(guī)則》，從各節(jié)(主要是從第5節(jié)以及以后的部分)內(nèi)容上分為兩大部分:一是應變式等標準扭矩儀，此部分為新增部分；二是百分表式標準扭矩儀，此部分基本完全采用舊規(guī)程的內(nèi)容。
(一)修訂內(nèi)容
1.適用范圍的規(guī)定
新規(guī)程將標準扭矩計及應變式等扭矩儀作為規(guī)程的適用范圍。
2.術語及計量單位的規(guī)定
術語方面，由于JJF1011-2006《力值與硬度計量名詞術語及定義》中未定義百分表式標準扭矩儀，參照測力環(huán)對其進行定義。
計量單位方面，新規(guī)程涉及的符號、公式較為復雜，因此列表對所有符號、含義及單位進行規(guī)定。
3.級別的規(guī)定
新增應變式等扭矩儀準確度級別的劃分。百分表式扭矩儀參照舊規(guī)程規(guī)定為0.3級單一級別。
4.計量性能等的規(guī)定
應變式標準扭矩儀，提出了在首次檢定時所有級別的扭矩儀均應進行轉(zhuǎn)角實驗，而在后續(xù)檢定中則可根據(jù)標準扭矩儀的準確度級別以及客戶需求等情況進行或不進行轉(zhuǎn)角實驗。同時，規(guī)定了各準確度級別扭矩儀的檢定方法、檢定流程、技術指標及數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容。
百分表式標準扭矩儀、舊規(guī)程和JB/T5483-1992《標準扭矩儀技術條件》中，未對百分表式標準扭矩儀的級別進行明確規(guī)定，只對技術指標有相應規(guī)定，其檢定結論通常為“準予該計量器具作為標準扭矩計使用”。考慮現(xiàn)實使用情況，新規(guī)程也不再對其技術指標和準確度級別、通用技術要求、計量器具控制、檢定結果的處理和檢定周期等方面做更多修改和增加。
(二)修訂重點
鑒于新規(guī)程的內(nèi)容較為復雜，編制小組提出以下幾個重點，請基層使用者注意。
1.使用者可根據(jù)需要速查的表格、圖示
表1(新規(guī)程第1頁至第3頁)，規(guī)定了新規(guī)程中出現(xiàn)的所有符號及其含義和單位以及實驗類型；
表2(新規(guī)程第3頁)，規(guī)定了新規(guī)程中準確度級別劃分及技術指標；
表3(新規(guī)程第5頁至第6頁)，規(guī)定了新規(guī)程中檢定項目；
附錄A(新規(guī)程第10頁)，規(guī)定了新規(guī)程中不同準確度級別的檢定流程。
2.關于準確度級別的要求
表2為應變式標準扭矩儀的準確度級別及技術指標。從0.01級到0.5級，目前國內(nèi)的檢定設備可以滿足。至于0.5級以下的扭矩儀，編制小組則建議參照JJG995-2005《靜態(tài)扭矩測量儀》檢定規(guī)程，或新制定《工作扭矩儀》檢定規(guī)程。
百分表式標準扭矩儀，其準確度級別只有0.3級。
3.轉(zhuǎn)角實驗的規(guī)定
(1)做與不做:首次檢定時，所有級別的扭矩儀均應進行轉(zhuǎn)角實驗；后續(xù)檢定中，可根據(jù)扭矩儀的準確度級別(0.1級及以上要做)以及客戶需求等情況自定。詳見表3(新規(guī)程第6頁)。
(2)轉(zhuǎn)角的選擇:主要根據(jù)連接件外形。
(3)轉(zhuǎn)角的流程:見附錄A.1(新規(guī)程第10頁)
4.檢定周期的規(guī)定
正常檢定為1年。新購置使用、修理后的須進行穩(wěn)定性或示值誤差考核。考核時間間隔客戶自定，計量部門出具檢定證書的周期不應超過考核期。如由計量部門進行考核，可首檢出具校準證書，后續(xù)檢定根據(jù)考核的時間間隔出具檢定周期。
5.其他注意事項
(1)扭矩儀指示裝置的測量下限要求，如表2(新規(guī)程第3頁)所示。
(2)恒溫要求，在室內(nèi)外溫度差異較大時，必須將扭矩儀進行恒溫(8h以上)，必要時要做溫度修正。
(3)檢定點的選取:額定扭矩的20%～100%，不少于8個點，均勻分布。若超過此范圍，在測量下限滿足的情況下，如滿足相應技術指標亦可出具檢定數(shù)據(jù)。
(4)實驗的標記:扭矩儀的安裝位置及狀況對測量結果會產(chǎn)生較大的影響，因此實驗前，對扭矩儀與扭矩標準裝置的相對位置進行標記是十分重要的。在穩(wěn)定性考核時，安裝位置不同，很可能影響對結果的判定。檢定者和使用者應重視“標記”。對于需要做轉(zhuǎn)角實驗的扭矩儀，標記0°(即起始旋轉(zhuǎn)角度)和各個角度，可以方便檢定。對于不需要做轉(zhuǎn)角實驗的扭矩儀，做標記，也便于提高下個周期穩(wěn)定性考核的可靠性。
(5)技術指標及數(shù)據(jù)處理
①重復性計算:不做轉(zhuǎn)角的，為3遍數(shù)據(jù)最大值與最小值之差；做轉(zhuǎn)角的，為0°兩遍數(shù)據(jù)之差的絕對值。
②穩(wěn)定性和示值誤差:指示裝置輸出為Nm時，出具示值誤差指標；否則，出具穩(wěn)定性指標。
③進回程差和內(nèi)插誤差:通常根據(jù)客戶要求，不必強制給出。
(6)標準扭矩儀檢定記錄的填寫
①附錄F，應變式等標準扭矩儀檢定記錄的填寫。前面3列連續(xù)的空白表格用于填寫0°示值。需要做轉(zhuǎn)角實驗的，只填寫前兩列；不需要做轉(zhuǎn)角實驗的，全部填寫。中間3列連續(xù)的空白表格用于填寫各旋轉(zhuǎn)角度的示值。后面單獨的一列空白表格用于填寫對平均值進行溫度修正后的示值。再后面兩列連續(xù)的空白表格用于填寫根據(jù)校準方程計算出的理論示值。最后四列連續(xù)空白表格用于填寫對應角度的回程示值。
②附錄G，百分表式標準扭矩儀檢定記錄的填寫。兩列連續(xù)的空白表格的第一列用于填寫對“示值I+II”溫度修正后的示值；第二列用于填寫上個周期“示值I+II”的值，填寫時應注明上個周期的檢定日期、環(huán)境溫、濕度等。
注:作者郭斌為JJG557-2011的第一起草人。
作者單位【中國計量科學研究院】
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