扭矩扳子检定装置计量标准技术报告.docx
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扭矩扳子检定装置计量标准技术报告
计量标准技术报告
计量标准名称：
扭矩扳子检定装置
计量标准负责人:
周军涛
建标单位名称（公章）：
陕西通力专用汽车有限责任公司
填写日期：
2011年6月10日
一、建立计量标准的目的…………………………………………………………………（3）
二、计量标准的工作原理及其组成………………………………………………………（3）
三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………………………（4）
四、计量标准的主要技术指标……………………………………………………………（5）
五、环境条件………………………………………………………………………………（5）
六、计量标准的量值溯源和传递框图……………………………………………………（6）
七、计量标准的重复性试验………………………………………………………………（7）
八、计量标准的稳定性考核………………………………………………………………（8）
九、检定或校准结果的测量不确定度评定………………………………………………（9—12）
十、检定或校准结果的验证………………………………………………………………（13）
十一、结论…………………………………………………………………………………（14）
十二、附加说明……………………………………………………………………………（14）
一、建立计量标准的目的
按照JJG707-2003《扭矩扳子检定规程》检定（2～1000）N。
m的扭矩扳子，精度等级：
1级及以下，确保本公司扭矩扳子测量数据的溯源性、准确性，建立全公司扭矩扳子检定仪检定装置最高标准,开展扭矩扳子检定工作，进行扭矩量值传递,确保扭矩量值溯源性。
主要传递对象是扭矩扳子，检定扭矩范围2N。
m~1000N.m。
二、计量标准的工作原理及其组成
扭矩检定仪主要由四个高精度扭矩传感器及高性能显示仪表，以及加载机构组成，具有多量程分段检测功能。
通过扭矩加载机构使扭矩传感器可灵敏有效的传递扭矩值，并将扭矩值转变为电信号，智能仪表将电信号智能化处理后将扭矩值实时显示或峰值保持显示,根据显示的数据软件将自动计算出扭矩扳子的准确度等级。
检定示意图：
检定
三、计量标准器及主要配套设备
计量标准器
名称
型号
测量范围
准确度等级
制造厂及
出厂编号
检定机构
检定
周期
扭矩传感器
10N。
m
（2～10）N。
m
0。
3级
中国航天动力技术研究院NY039
陕西省计量科学研究院
1年
扭矩传感器
50N.m
（10~50）N.m
0.3级
中国航天动力技术研究院NV064
陕西省计量科学研究院
1年
扭矩传感器
200N.m
（40～200N。
m
0.3级
中国航天动力技术研究院NT213
陕西省计量科学研究院
1年
扭矩传感器
1000N。
m
（200～1000）N.m
0。
3级
中国航天动力技术研究院NT225
陕西省计量科学研究院
1年
主要配套设备
温湿度表
WSB-1
—20℃～60℃
30%RH～80％RH
郑州博洋仪器仪表有限公司
宝鸡市计量所
1年
扭矩检定仪
TC—1000D
（2～1000）
N.m
陕西金飞马测控技术有限公司
陕西省计量科学研究院
1年
砝码
100N
（0～100）N
M1
陕西金飞马测控技术有限公司
陕西省计量科学研究院
1年
砝码
20N
（0～20）N
M1
陕西金飞马测控技术有限公司
陕西省计量科学研究院
1年
砝码
10N
（0~10）N
M1
陕西金飞马测控技术有限公司
陕西省计量科学研究院
1年
杠杆
TC-GG500-000
陕西金飞马测控技术有限公司
西航集团计量测试所
/
杠杆
TC-GG1000A-000
陕西金飞马测控技术有限公司
西航集团计量测试所
/
扇形杠杆
TC-GG200—000
陕西金飞马测控技术有限公司
西航集团计量测试所
/
四、计量标准的主要技术指标
序号
名称/测量范围
出厂编号
准确度等级
生产厂家
1
扭矩传感器
（2～10）N.m
NY039
0。
3级
中国航天动力技术研究院
2
扭矩传感器
（10～50）N.m
NV064
0。
3级
中国航天动力技术研究院
3
扭矩传感器
（40～200）N。
m
NT213
0。
3级
中国航天动力技术研究院
4
扭矩传感器
（200~1000）N。
m
NT225
0.3级
中国航天动力技术研究院
五、环境条件
序号
项目
要求
实际情况
结论
1
温度
（20±5）℃
（20±2）℃
合格
2
湿度
不大于80%RH
小于70%RH
合格
六、计量标准的量值溯源和传递框图
上
一
级
计
量
器
具
本
级
计
量
器具
下
一
级
计
量
器
具
七、计量标准的重复性试验
现选取：
编号为TLZG—137—005，型号NB-1000，准确度等级:
4级，测量范围为（300～1000）N.m的扭力扳手，对500N。
m的示值点，重复测量10次，测量结果如下:
单位：
N.m
试验时间
测量值
测量次数
2011年
4月1日
2011年
4月15日
2011年
4月30日
2011年
5月15日
2011年
5月30日
试验条件
温度：
（20±2）℃，湿度：
小于80%RH
1
508。
2
510。
5
505。
4
506。
2
507.5
2
510.6
508。
4
504。
2
508。
4
505。
6
3
509.4
508.4
505。
6
508.5
506。
5
4
512.0
507.5
504。
4
508。
2
505.2
5
510.2
505.6
508。
4
510。
4
508.4
6
508.4
506.5
508.2
509。
6
509。
2
7
508。
0
505。
2
510。
2
508。
4
505。
4
8
509。
2
508。
4
509.2
505.5
504.6
9
508.0
508.0
505.4
504.4
508.4
10
509.2
510。
2
504.6
506。
4
509.2
509．32
507。
87
506.56
507.6
507.0
S（yi）=
1。
28
1.78
2.06
1.87
1。
89
结论
合格
合格
合格
合格
合格
备注
试验人员
刘鹏
刘鹏
刘鹏
刘鹏
刘鹏
所得结果s=1。
28、1.78、2。
06、1.87、1。
89都小于合成不确定度uc=3。
62,故该测量重复性符合要求.
八、计量标准的稳定性考核
现选取:
编号为TLZG—137-005，型号NB-1000，精度等级4级，测量范围为（300～1000）N.m的扭力扳手，对500N。
m的示值点，在半年内测量4组,每次重复测量10次。
测量结果如下：
试验
测量值时间
测量次数
2011年
4月1日
2011年
4月15日
2011年
4月30日
2011年
5月15日
2011年
5月30日
核查标准
TLZG-137—005的扭矩扳子
1
508。
2
510.5
505.4
506。
2
507.5
2
510.6
508.4
504.2
508.4
505。
6
3
509.4
508.4
505.6
508.5
506.5
4
512。
0
507。
5
504。
4
508。
2
505.2
5
510。
2
505.6
508.4
510。
4
508.4
6
508.4
506。
5
508。
2
509.6
509。
2
7
508.0
505.2
510。
2
508。
4
505。
4
8
509。
2
508。
4
509。
2
505。
5
504。
6
9
508.0
508。
0
505.4
504.4
508.4
10
509。
2
510。
2
504。
6
506。
4
509.2
yi
509．32
507.87
506.56
507。
6
507.0
变化量|y—yi|
0.55％
允许变化量
0.86%
结论
合格
合格
合格
合格
合格
考核人员
刘鹏
刘鹏
刘鹏
刘鹏
刘鹏
由此可知：
稳定误差为|509。
32–506.56|/500*100%=0.55％，小于扩展不确定度U=0.86%,所以：
该标准稳定性符合要求.
九、检定或校准结果的测量不确定度评定
1 测量方法
我们选用机械预置式扭矩扳子（编号：
TLZG—137-005，型号为NB-1000,测量范围：
（300～1000）N.m，示值相对误差:
±5%。
）为被测对象。
根据检定规程要求的环境温度范围:
（10～30）℃,相对湿度不大于85%,测量时室温为22℃,相对湿度为40%的条件。
用扭矩扳子检定仪（型号为TC—1000D,精度等级0。
3级,测量范围:
2N.m～1000N。
m）对其进行检测.按要求开机预热，选定加载方向，根据扭矩扳子额定扭矩值合理选择扭矩仪的传感器,将扭矩扳子的数值调整至所需的检定点，把扭矩扳子的方榫插入扭矩仪相对应传感器的套筒内，预扭后调整扭矩仪的零位,用加载装置缓慢平稳地施加扭矩至扭矩扳子发出“咔”声响讯号，即可读取并记录扭矩仪所显示的扭矩值。
2 建立数学模型
e=Mi–Q
上面公式中,e为扭矩扳子的示值误差（N。
m）；Mi为扭矩扳子的扭矩值（N.m）；Q为扭矩仪显示出的扭矩值（N。
m）.
3 输入量的标准不确定度评定
3。
1 输入量Mi的标准不确定度u（Mi）的评定输入量Mi的标准不确定度来源主要是扭矩扳子的重复性,可以通过连续重复测量得到测量值，采用A方法进行评定。
选择最大量程的50%（即500N.m）作为测量点,在相同的条件下进行10次独立重复测量,得到测量值如表1所示。
表110次测量值（单位：
N。
m）
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Mi
505.2
504.8
505.6
504。
6
508。
2
508.0
510。
5
509.4
505。
7
504.6
506.66
Vi
1.46
1。
86
1。
06
2.06
-1.54
—1。
36
-3.84
—2。
74
0.96
2.06
Vi2
2.1316
3。
4596
1。
1236
4.2436
2。
3716
1。
8496
14.7456
7.5076
0.9216
4.2436
U（M）
2.18
算术平均值为：
单次实验标准偏差为：
3。
2 输入量Q的标准不确定度u（Q）的评定输入量Q的不确定度主要来源于扭矩仪。
可根据检定证书给出的最大相对允许误差来评定,即采用B类方法进行评定。
3。
2.1 扭矩仪检定证书给出的最大相对允许误差为±1％，估计为均匀分布,取包含因子。
k=
在测量点500Nm处，标准不确定度为
u（Q）=α/k（1000Nm×50%）=1％/
（1000Nm×50％）=2。
89Nm
估计Δu（Q）/u（Q）为0.10，则自由度为νQ=50。
3。
2。
2 根据JJG707—2003《扭矩扳子检定规程》的要求,扭矩扳子应在温度范围（10～30）℃,相对湿度不大于85％的环境条件下进行检定,本实验室满足要求，所以温度变化对检定结果的不确定度影响可忽略不计。
3。
2。
3 扭矩扳子的扭矩值是通过扭矩仪数显方式来读取,所以人员读数对检定结果的不确定度的影响也可忽略不计。
4 标准不确定度汇总
输入量的标准不确定度汇总如表2所示：
表2标准不确定度汇总表
标准不确定度分量u（Mi）
不确定度
来源
标准不确
定度（N.m）
灵敏系数
ci
Ιci·uMi
νi
u（Mi）
扭矩扳子
2.18
-1
2。
18
—0.02
u（Q）
扭矩仪
2.89
—1
2.89
50
5 合成标准不确定度评定
输入量与彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到：
U2c（e）=[c1u（Mi）］2+［c2u（Q）］2
6 扩展不确定度的评定
取置信概率p=95％，取k=2，扩展不确定度计算为U95=k×uc（e）=2×3.62=7.24（N。
m）在50%量程处，相对扩展不确定度
7 测量扩展不确定度的报告与表示
NB—1000机械预置式扭矩扳子50%量程测量点处测量结果的相对扩展不确定度（即Mi=500N.m）：
U95rel=1.4％ 对于不同检定点测量结果的扩展不确定度均可按上述方法分析评定.
8不确定度报告
用0。
3级扭矩检定仪检定4级扳子的示值误差的测量结果扩展不确定度为：
U95rel=1。
4％
十、检定或校准结果的验证
选取编号为TLZG—137-005，型号为TC—1000D，精度等级4级，测量范围为（300～1000）N.m的扭力扳手，对500N。
m示值点,用本标准检定后，检测结果如下：
单位：
N.m
检测点
测量次数
平均值
扩展不确定度
备注
1
2
3
本装置检定结果
500
505。
4
506.8
508。
2
506。
8
1。
4％
汉德车桥检定结果
500
510.2
509.4
508。
6
509。
4
1.0%
宝鸡计量所检定结果
500
505.2
508.2
506.8
507.4
1.0％
差值
/
2。
6
0.4%
由此可得：
则有:
由此验证:
测量不确定度评定合理。
十一、结论
配套设备、测量不确定度、稳定性及重复性测量均符合JJF1033-2008《计量标准考核规范》和JJG707—2003《扭矩扳子检定规程》要求,可以开展（2～1000）Nm,1级及以下扭矩扳子的检定工作。
十二、附加说明
参考资料：
《JJF1033—2008计量标准考核规范》
《JJF1059—1999测量不确定评定与表示》
《JJG707-2003扭矩扳子检定规程》
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