针对电子拉力试验机的示值误差的仪器校正方法

知名HY-932CS电子拉力试验机是由恒宇仪器公司设计生产的一种高性能的电子拉力试验机,它的最大量程范围2000KG,精度等级±1%以内,力传感器精度达到0.04%。相对于目前国产的材料试验机,它具有电子化程度高、精度等级高、稳定性好、检测过程可复现,可以精确描绘拉伸曲线等特点。利用HY-932CS电子拉力试验机的操作系统不仅可以完成各种不同类型材料及方法的检测工作,而且还可利用其中的力传感器自校准过程对试验机示值误差进行仪器校正或仪器校准。

力传感器自校准过程分析图1中的电阻RX为力传感器中的电阻应变片,当力传感器上没有承受载荷时电阻应变片的电阻值RX=R,此时电桥电压U12为零。当试验机工作时即力传感器上受到载荷,RX电阻值发生变化,电压U12随之变化,载荷大小与电压大小是一一对应的线性关系(如图2所示),它们的对应关系已储存于试验机操作系统中,作为试验机转换系统进行负荷—电压转换的标准。因此试验机操作系统通过对桥路电压信号的采集和转换,就可得到有效的代表传感器负荷大小的数字信号。试验机对力传感器进行自动校准时,操作系统首先要求使用者输入所用力传感器的自校准参数F(此参数已在力传感器进行力值计量检定后记录于检定证书上)。然后操作系统断开电阻RX的连接,把电阻值已知的固定电阻R0(R0不等于R)接入电桥(如图1所示),因此在桥路上产生电压U12=U0,操作系统利用电压U0与自校准参数F修正系统的转换系统即修正负荷与电压之间的函数关系,并把修正后的函数关系储存以备以后试验使用。

由此我们可以看出HY-932CS电子拉力试验机力传感器自动校准过程的实质,它并不是对力传感器进行力值的计量检定,它仅仅只是对力传感器的负荷与电压之间的函数关系即负荷—电压关系线的斜率进行了校正,使之与力传感器的设计值相同。

电子拉力试验机示值误差的仪器校正方法

由以上分析我们发现在试验机示值超差时可以通过对力传感器自校准参数的调整校正误差,满足试验机的精度要求。如图3试验机示值已严重偏离标准值,因此需要对试验机进行校正以满足精度要求。由图中可看出实际检测值都比标准值大,即实际的负荷—电压函数关系线的斜率大于标准要求的斜率值。因此我们可以利用实际检定值拟合出实际的负荷—电压函数关系并计算出对应于电压U0时可满足精度要求的自校准参数F。把此参数输入到操作系统中并进行力传感器的自动校准,使试验机得到满足要求的负荷—电压函数关系,完成试验机示值误差的校正。

由以上我们可以看出,HY-932CS电子拉力试验机自动校准过程并不是对力传感器进行力值的计量检定,仅为修正负荷—电压转换函数,自校准参数F实质为对应与固定电压U0时试验机应指示的载荷值。

进行试验机示值误差校正的关键是要找到符合要求的负荷—电压函数关系。由于HY-932CS电子拉力试验机的操作系统是通过检定零点和自校准参数F—电压U0这一特定点来确定负荷—电压函数关系线的斜率,因此我们可以由试验机检定值拟合出实际的负荷—电压函数关系线并计算出符合要求的自校准参数F,由此参数利用试验机力传感器自动校准过程确定新的负荷—电压函数关系并储存于试验机操作系统中,完成试验机示值误差的仪器校正工作。