計量論壇

中國計量科學研究院 孟峰

一、修訂背景

隨著扭矩扳子應用的推廣與普及，扭矩扳子檢定儀作為保障扭矩扳子量值準確的計量標準器也被大量應用。目前，市場上各類扭矩扳子檢定儀樣式和數目繁多，包括國外進口的、國產的，質量參差不齊。JJG797-1992 《扭矩扳子檢定儀檢定規程》(以下簡稱"舊規程")制定于1992年，規定使用扭矩標準機及杠桿硅碼進行檢定。但是隨著應用越來越多，問題也隨之出現，舊規程中兩種方法的檢定結果就存在一定差別，特別是針對0.3級扭矩扳子檢定儀進行檢定時，兩種方法的檢定結果甚至會出現矛盾。這主要是因為兩種方法對被檢扭矩傳感器的施加載荷方式不同造成的。使用扭矩標準機是對被檢扭矩傳感器施加純扭矩載荷，沒有其他附加載荷，而杠桿硅碼方式對扭矩傳感器除了施加扭矩載荷外還附加了一個彎矩載荷，從而造成檢定結果不同。在此背景下對舊規程進行修訂十分必要。

經過多方的努力， JJG797- 2013《扭矩扳子檢定儀檢定規程》 (以下簡稱"新規程" )由國家質檢總局于2013年4月27日發布并自2013年10月27日起實施。

二、主要修訂內容

本次修訂針對檢定方法及檢定用標準器都作了較大修改，第一取消了扭矩標準機進行檢定的方法;第二增加了標準扭矩扳子檢定方法。同時對標準扭矩扳子檢定方法進行了詳細規定。下面主要從3個方面進行說明。

1.增加了新的名詞術語

(1)標準扭矩扳子

新規程中定義為準確度高并且用來對扭矩扳子檢定儀進行量值傳遞的扭矩扳子。

(2)平均力臂長度

新規程中定義為在某一量程內，扭矩扳子臂長平均長度。這個長度是一個統計長度，是根據市面上不同廠家規格的扭矩扳手統計而來的。

(3)最短力臂長度

新規程中定義為在某一量程內，扭矩扳子臂長最短長度。與平均力臂長度一樣為統計值。

2.取消了扭矩標準機檢定方法

舊規程中規定可以使用扭矩標準機進行檢定，方法是將扭矩傳感器從扭矩扳子檢定儀上拆下來，安裝在扭矩標準機上進行檢測。在這種狀態下扭矩傳感器所受的載荷只有扭矩載荷，而純扭矩狀態與扳子檢定儀使用狀態不一致，這個不一致就會造成純扭矩載荷下檢定數據與有附加彎矩載荷情況下數據的偏差，特別是對于0.3級扭矩扳子檢定儀來說尤為重要。根據實驗驗證，出現了0.3%的扭矩扳子檢定儀在扭矩標準機進行檢定和在標準扭矩扳子進行檢定時，其示值誤差結果之間大于0.5%的情況。因此，這次修訂取消了扭矩標準機進行純扭矩狀態的檢定，而采用更為科學合理的標準扭矩扳子方法。

3.增加了標準扭矩扳子檢定方法

使用標準扭矩扳子對扭矩扳子檢定儀進行整體檢定，可以考核扭短扳子檢定儀在不同受力點位置下的示值復現性，可以考核扭矩扳子檢定儀連接件帶來的影響，可以考核扭矩扳子檢定儀整體加載性能。真正做到了對扭矩扳子檢定儀進行整體全面的考核，使檢定過程更加科學合理。

4.新增檢定項目

(1)增加不同力臂下的復現性

實際上，由于扭矩扳子檢定儀在檢定扭矩扳子時，其標準傳感器除了受扭矩載荷外，還承受一個側向力載荷。該側向力施加到傳感器上產生一個彎矩，并對傳感器的輸出造成影響，這個影響隨著扭矩大小和扳子力臂長度的不同而不同。如果傳感器抗偏載性能好或者扭矩扳子檢定儀系統抗偏載性能好就能夠抵消這個影響，而如果傳感器抗偏載性能差，扭矩扳子檢定儀系統又無法抵消該偏載影響，那在不同臂長下其測量值就元法保證準確可靠。而進行扭矩扳子檢定時會遇到不同廠家、不同型號的各類扭矩扳子，其長短各不相同，在相同扭矩值時扳子力臂短帶來的側向力比力臂長的扳子大，相應的彎矩也就大，所以在檢測同一扭矩值時不同長度扳手對標準傳感器帶來的影響也就不同。

要保證扭矩扳子檢定儀在不同的受力位置檢定出來的數據都準確可靠，就需要考核扭矩扳子檢定儀在同一扭矩值下，改變受力位置時輸出扭矩值的復現性。在檢定過程中改變受力位置，計算不同力臂下的復現性也就考核了扭矩扳子檢定儀在不同彎矩負載下的復現性。

(2)增加平均力臂下的復現性指標檢驗

新規程增加了在平均力臂長度下的示值復現性的檢驗。檢驗方法是在進行完兩遍加載后，將標準扭矩扳子重新安裝，并把連接方榫轉過45°或者90°。對示值進行復現性計算，這樣就考核了扳子檢定儀連接部分帶來的影響。

三、檢定中應注意的問題

1. 需要檢定整機

扭矩扳子檢定儀的檢定不應只是扭矩傳感器和儀表的檢定，而應該是整體裝置的檢定，因為在檢定過程中發現除了上面提到的單獨檢定傳感器與實際使用狀態不符外，還有的扭矩扳子檢定儀實際加載能力與其配備的傳感器量程不符。例如，某些扭矩扳子檢定儀配備一系列傳感器最大可以到3000Nm，實際加載能力也就是1500Nm，這樣的扭矩扳子檢定儀當只送檢傳感器與儀表時就無法考核其實際加載能力。所以對扭矩扳子檢定儀整體進行檢定，保證檢定狀態與使用狀態一致，可以綜合評價扭矩扳子檢定儀狀態，包括加載性能、連接件影響和傳感器抗偏載能力。特別是對0.3級扭矩扳子檢定儀，這些影響因素非常重要。

2.檢定過程與步驟

根據新規程規定，扭矩扳子檢定儀級別不同，其檢定步驟也有所不同。

(1)檢定0.3級、0.5級扭矩扳子檢定儀時，首先將受力點調整至該量程段平均力臂長度位置進行3次預載，每次在額定負荷處保持30s~1min 。每次預負荷被完全卸除后，等待回零至少30s ，檢查指示裝置的回零情況，根據需要可重新調整零點。檢定的初級負荷一般為額定負荷的20% ，檢定點應盡量均勻分布， 一般不少于5點。按負荷遞增順序逐點進行檢定，在每級負荷加到后， 保持一定時間(通常取30s)，記錄讀數值，直到額定負荷。根據送檢單位的要求，需要進行回程檢定的扭矩儀按負荷遞減順序逐點進行回程值檢定，直至退回零負荷。至少保持30s后讀取零點讀數值。需要時，可重新調整指示裝置的零點。接加載步驟連續加載3遍(如需進行回程檢定，只需在第一遍加荷時進行回程值檢定)。然后重新安裝標準扳子，如方樺可調則將方樺方位調整后，再接加載步驟加載一遍。最后將標準扳子受力點調整至最短力臂長度處，再按加載步驟加載一次。

(2)檢定1.0級與2.0級扭矩扳子檢定儀時，步驟相對簡單，按照新規程檢定即可。

3.平均力臂和最短力臂的選擇

根據新規程中平均力臂和最短力臂的定義，參考德國DKD R-3 -8標準中進行的統計，在新規程附錄D中給出典型臂長圖示及參考臂長表。

注:作者為JJG797-2013的主要起草人。

1、對于1.0級的扭矩扳子檢定儀的檢定點，根據6.2.3.8條款，是不是只需測量兩次取平均值作為測量結果即可？

2、1.0級的，如果是只需測2次，那是不是就不用計算測量重復性？

3、如果采用力值砝碼和杠桿來檢定/校準扭矩扳子檢定儀，是否也需要測量平均力臂長度下示值復現性和平均力臂長度與最短力臂長度下示值復現性，分別怎么測？難道要按附表D1那樣根據不同量程段，配置那么多的力臂杠杠？

4、該規程中的條款6.2.3.12,中的一句話：不用進行6.2.3.10條步驟，那么說，1.0級的扭矩扳子檢定儀，如果采用力值砝碼和力臂的檢定方法，其檢定方法與老規程相比，是不變的？

5、如果采用力值砝碼和力臂杠杠來校準扭矩扳子檢定儀，那不確定度評定時，是否要把示值復現性作為一個分量？

6、新規程中的所謂平均力臂長度和最短力臂長度，是不是只針對標準扭矩扳子的檢定方法而言？采用力值砝碼和力臂的檢定方法，是不是不存在這個所謂平均力臂長度和最短力臂長度？

謝謝！

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2014-10-27 15:35 上傳