《靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)》征求意見(jiàn)稿

1 引 言
現(xiàn)行JJG734-2001《力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)檢定規(guī)程》是JJG734-1991《靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)》、 JJG296 -1987《杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)》、JJG295-1989《液壓式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)》和JJG753-1991《疊加式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)》四個(gè)檢定規(guī)程的綜合版本。由于前述四種類型力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的工作原理和計(jì)量性能均存在較大差異，針對(duì)前述四種類型力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)計(jì)量性能的提高，JJG734-2001《力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)檢定規(guī)程》對(duì)力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)準(zhǔn)確度級(jí)別的劃分、檢定項(xiàng)目及檢定方法已不能滿足測(cè)量四種類型力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)計(jì)量性能的要求。
2011年由中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院和中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院提出修訂申請(qǐng)，2012年通過(guò)力值硬度計(jì)量技術(shù)委員會(huì)審定同意申報(bào)修訂，2013年國(guó)家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)對(duì)JJG734-2001版的部分內(nèi)容進(jìn)行修訂（國(guó)質(zhì)檢量函〔2013〕101號(hào)），即對(duì)檢定規(guī)程中的四種類型力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)分類進(jìn)行修訂，由中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院負(fù)責(zé)JJG734-2001《力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)檢定規(guī)程》靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)和杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)部分的修訂，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院負(fù)責(zé)JJG734-2001《力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)檢定規(guī)程》規(guī)程液壓式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)和疊加式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)部分的修訂。
2 修訂內(nèi)容說(shuō)明
2.1 計(jì)量性能要求
2.1.1 準(zhǔn)確度級(jí)別的劃分
為了適應(yīng)力與稱重傳感器技術(shù)性能的不斷提高和國(guó)內(nèi)傳感器、衡器產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，依據(jù)JJG2045 -2010《力值（≤1MN）計(jì)量器具》檢定系統(tǒng)表，靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的力值相對(duì)擴(kuò)展不確定度為0.002%、0.005%和0.01%（k=2），并考慮到0.002%、0.005%（k=2）力值相對(duì)擴(kuò)展不確定度能夠全面滿足C級(jí)稱重傳感器的檢定要求，以及承擔(dān)檢定實(shí)驗(yàn)室具備的檢定條件，本次修訂規(guī)程擬保留0.01、刪除0.03、增加0.002和0.005準(zhǔn)確度等級(jí)及相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)（見(jiàn)修訂規(guī)程5.1表1~ 5.3表3）。
2.1.2 主要技術(shù)指標(biāo)
目前國(guó)際上尚無(wú)一部同類計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具的檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范，我國(guó)制訂計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具檢定規(guī)程是按照檢定系統(tǒng)表劃分的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和下一級(jí)傳遞標(biāo)準(zhǔn)的等級(jí)和不確定度制定。
現(xiàn)行JJG734-2001《力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)檢定規(guī)程》中僅有 “力值重復(fù)性” 和“力值相對(duì)誤差”兩項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，從計(jì)量學(xué)層面分析“力值重復(fù)性”是在相同加荷條件和環(huán)境條件下對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀施加同一負(fù)荷時(shí)的變形輸出的極差的指標(biāo)；“力值相對(duì)誤差”是標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀檢定力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的示值與在力基準(zhǔn)機(jī)上校準(zhǔn)示值的相對(duì)偏差的指標(biāo)。我國(guó)現(xiàn)行JJG734-2001《力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)檢定規(guī)程》將這兩項(xiàng)指標(biāo)作為評(píng)定力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)“準(zhǔn)確度”等級(jí)的依據(jù)。國(guó)際上則是采用“力值重復(fù)性” 和“力值復(fù)現(xiàn)性” 兩項(xiàng)主要指標(biāo)評(píng)定力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的力值不確定度，利用比對(duì)測(cè)量結(jié)果與參考值的相對(duì)偏差（力值相對(duì)誤差）評(píng)價(jià)力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)比對(duì)結(jié)果的等效度，即測(cè)量值與參考值的一致性。
結(jié)合對(duì)國(guó)內(nèi)大量靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的檢定結(jié)果和本次修訂規(guī)程對(duì)樣品檢定試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果的分析，測(cè)量結(jié)果的各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量對(duì)合成不確定度的貢獻(xiàn)，除力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的力值不確定度外，影響因素最大的分量通常來(lái)源于力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)寄生分量與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀的方位效應(yīng)相互作用的影響，即力值復(fù)現(xiàn)性的不確定度。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀方位誤差是一個(gè)可測(cè)量比較的指標(biāo)，力基準(zhǔn)機(jī)與被檢力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的力值復(fù)現(xiàn)性均包含有標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀的方位誤差，可用同一標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀進(jìn)行測(cè)量，給出標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀的方位誤差，測(cè)量力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)“力值復(fù)現(xiàn)性”。一般情況標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀的方位誤差不應(yīng)大于力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)力值復(fù)現(xiàn)性的1/2。
目前，國(guó)內(nèi)用于量值傳遞的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，已建有0.002%（k=2）力值相對(duì)擴(kuò)展不確定度和0.003級(jí)和0.005級(jí)的靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)。國(guó)內(nèi)近年來(lái)建立的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，特別是企業(yè)建造的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)大多數(shù)沒(méi)有對(duì)產(chǎn)生力值的各物理參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，評(píng)定其不確定度，而采用了用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀檢定或校準(zhǔn)“力值誤差”的方法來(lái)確定其準(zhǔn)確度等級(jí)。大多數(shù)力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)檢定結(jié)果的力值復(fù)現(xiàn)性超過(guò)了力值相對(duì)誤差值或力值不確定度的值，有的甚至超過(guò)了1.5倍~2倍，這種情況如果不規(guī)范將對(duì)國(guó)內(nèi)力值傳遞帶來(lái)大的影響。
綜上分析，本次修訂規(guī)程擬增加檢定用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀的“方位誤差”及力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)檢定結(jié)果的“力值復(fù)現(xiàn)性”技術(shù)指標(biāo)要求。力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的力值復(fù)現(xiàn)性值原則上不應(yīng)超過(guò)力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)力值相對(duì)誤差值，使用的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀的方位誤差原則上不應(yīng)超過(guò)被檢力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)力值誤差值的1/2（見(jiàn)修訂規(guī)程5.3表3和7.1表5）。
2.1.3 關(guān)于力值比對(duì)
依據(jù)JJG2045-2010《力值（≤1MN）計(jì)量器具》檢定系統(tǒng)表，力值計(jì)量基準(zhǔn)的力值相對(duì)擴(kuò)展不確定度為0.002%（k=3），靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的力值相對(duì)擴(kuò)展不確定度為0.002%、0.005%和0.01%（k=2），以及檢定系統(tǒng)表第3章中對(duì)力值不確定度的確定方法，除了需要對(duì)產(chǎn)生力值的不確定度（決定力值各物理因素的不確定度分量）進(jìn)行評(píng)定，還要進(jìn)行力值比對(duì)。
本次修訂規(guī)程結(jié)合檢定系統(tǒng)表，在修訂規(guī)程第6章6.6，明確了“對(duì)于力值相對(duì)擴(kuò)展不確定度優(yōu)于0.01%（k=2）的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，應(yīng)定期與力基準(zhǔn)機(jī)進(jìn)行力值比對(duì)，給出比對(duì)結(jié)果的歸一化偏差值”的要求，并制訂了“靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)力值比對(duì)結(jié)果的值計(jì)算方法”（見(jiàn)修訂規(guī)程附錄D）。同時(shí)為本次修訂規(guī)程擬增加 “力值復(fù)現(xiàn)性”檢定項(xiàng)目提供了法規(guī)技術(shù)依據(jù)（見(jiàn)修訂規(guī)程7.2表6）。
2.2 計(jì)量器具控制
2.2.1 檢定條件
依據(jù)靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)復(fù)現(xiàn)或產(chǎn)生力值的不確定度來(lái)源，即決定力值的各物理因素的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量對(duì)力值合成不確定度的貢獻(xiàn)，特別是對(duì)于力值相對(duì)擴(kuò)展不確定度優(yōu)于0.01%（k=2）的靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，全年空氣密度變化導(dǎo)致砝碼質(zhì)量產(chǎn)生變化引起的不確定度分量貢獻(xiàn)較大；本次修訂規(guī)程補(bǔ)充了對(duì)力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的首次檢定應(yīng)檢查：砝碼質(zhì)量、安裝地點(diǎn)重力加速度、空氣密度及砝碼材料密度的檢定證書或測(cè)試證書技術(shù)信息要求（見(jiàn)修訂規(guī)程7.1表4）。
依據(jù)JJF1002-2010《國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程編寫規(guī)則》5.9計(jì)量性能要求，修訂規(guī)程規(guī)定了力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)在檢定前應(yīng)具備砝碼質(zhì)量計(jì)量要求（見(jiàn)修訂規(guī)程5.1）。檢定前應(yīng)具備的技術(shù)信息要求，見(jiàn)表4（見(jiàn)修訂規(guī)程7.1.2）。
對(duì)用于檢定力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀，增加了“標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀示值方位誤差”技術(shù)指標(biāo)要求。對(duì)于輸出溫度影響超過(guò)1×10-5/℃的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀應(yīng)測(cè)量其溫度系數(shù)，溫度系數(shù)測(cè)量不確定度不應(yīng)大于1×10-5/℃的要求（見(jiàn)修訂規(guī)程7.1表5）。
2.2.2 檢定項(xiàng)目與檢定方法
2.2.2.1 檢定項(xiàng)目
通過(guò)對(duì)2.1.2的分析，依據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)大量的靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)檢定實(shí)踐和國(guó)內(nèi)外靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)力值比對(duì)方法的驗(yàn)證，采用國(guó)際上通用的測(cè)量方法，用力值重復(fù)性、力值復(fù)現(xiàn)性指標(biāo)評(píng)定力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)比對(duì)或檢定結(jié)果的力值不確定度。本次修訂規(guī)程擬增加 “力值復(fù)現(xiàn)性”檢定項(xiàng)目（見(jiàn)修訂規(guī)程5.3）。依據(jù)測(cè)量結(jié)果與參考值的偏差即力值相對(duì)誤差，評(píng)估比對(duì)或檢定結(jié)果的一致性（見(jiàn)修訂規(guī)程5.3和附錄D）。
2.2.2.2 檢定方法
考慮到國(guó)內(nèi)現(xiàn)有大多數(shù)靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的負(fù)荷機(jī)架（力反向架）為兩柱一字形梁結(jié)構(gòu)，負(fù)荷機(jī)架一字形梁水平軸線方向與垂直于水平軸線方向?yàn)榉菍?duì)稱加力結(jié)構(gòu)，兩個(gè)方向互成90°角，通過(guò)大量檢定實(shí)踐證明兩個(gè)相對(duì)方向的示值偏差較大（即對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀的方位效應(yīng)作用明顯）。本次修訂規(guī)程對(duì)力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的力值復(fù)現(xiàn)性，力值誤差的測(cè)量，仍采用0°、90°、180°、240°四個(gè)測(cè)量方位。力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)力值比對(duì)建議采用0°、60°、120°、180°、240°、300°六個(gè)方位。
本次修訂規(guī)程明確了力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀的測(cè)量時(shí)間間隔應(yīng)是加力與讀數(shù)前的穩(wěn)定時(shí)間之和，應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀在校準(zhǔn)時(shí)的時(shí)間間隔相一致。參考ISO FDIS 376:2011《單軸試驗(yàn)機(jī)檢驗(yàn)用測(cè)力儀的校準(zhǔn)》對(duì)測(cè)力儀蠕變測(cè)量時(shí)間的要求，并考慮到力基準(zhǔn)機(jī)與力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)加力時(shí)間的差異及標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀蠕變性能的差異帶來(lái)的影響，國(guó)內(nèi)1kN ~ 1MN力基（標(biāo)）準(zhǔn)機(jī)的加力時(shí)間均在30s~60s內(nèi)，使用的力傳感器蠕變及蠕變恢復(fù)性能，在負(fù)荷加到后2min~3min內(nèi)能夠基本保持穩(wěn)定（例如Z30A、Z4A、C18、C3H3力傳感器）。為了保證力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的加力時(shí)間與力傳感器蠕變及蠕變恢復(fù)性能差異對(duì)檢定或比對(duì)結(jié)果帶來(lái)盡可能小的影響，本次修訂規(guī)程擬定為額定負(fù)荷不大于100kN力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的檢定，測(cè)量一級(jí)負(fù)荷的時(shí)間間隔不少于150秒；額定負(fù)荷大于100kN力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)測(cè)量一級(jí)負(fù)荷的時(shí)間間隔不少于180秒（見(jiàn)修訂規(guī)程7.2.2.3）。
本次修訂規(guī)程明確了標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀前次與后次在力基準(zhǔn)機(jī)上校準(zhǔn)時(shí)的溫度不一致，或檢定力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)時(shí)的溫度與在力基準(zhǔn)機(jī)上校準(zhǔn)時(shí)的溫度不一致時(shí)，應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀的輸出值修正至相同的溫度。給出了標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀輸出值的溫度修正計(jì)算公式（見(jiàn)修訂規(guī)程7.2.2.3）。
2.2.3 檢定結(jié)果的處理
依據(jù)JJG2045-2010《力值（≤1MN）計(jì)量器具》檢定系統(tǒng)表和JJF1002-2010《檢定規(guī)程編寫規(guī)則》，本次修訂規(guī)程規(guī)定了在檢定證書的檢定結(jié)果欄中給出檢定結(jié)果的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)及檢定結(jié)果的力值相對(duì)擴(kuò)展不確定度（包含因子k=2）要求。
為檢查力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)首次檢定結(jié)果與力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)力值不確定度的一致性和執(zhí)行計(jì)量法規(guī)的有效性，本次修訂規(guī)程對(duì)7.3 檢定結(jié)果的處理，規(guī)定了對(duì)首次檢定不具備規(guī)程表4（1-4項(xiàng)）要求的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)作為檢定不合格處理（即未測(cè)量砝碼質(zhì)量、重力加速度、空氣密度及砝碼材料密度給出其不確定度指標(biāo)的）。
2.3 附錄A，檢定證書內(nèi)頁(yè)格式
本次修訂規(guī)程在檢定證書內(nèi)頁(yè)的檢定結(jié)果欄中，新增加了力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)檢定結(jié)果的技術(shù)指標(biāo)及檢定結(jié)果的力值相對(duì)擴(kuò)展不確定度的要求。增加了對(duì)檢定結(jié)果的合成不確定度描述的要求。
       2.4 附錄D，檢定證書內(nèi)頁(yè)格式

0.03級(jí)力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)看來(lái)只能改造升級(jí)或校準(zhǔn)了

沒(méi)必要這么高的精度