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万能试验机测量结果的不确定度评定研究

发布时间:2023年07月06日

引言

自改革开放以后,经济体制实现向社会主义市场经济体制的跨越,经济社会不断变化,为满足人们日益丰富的生活多样化需求,科技必须要做到更加精准。本文基于万能试验机测量不准确的几个方面,做出相关探讨,涵盖万能试验机的定义与组成、分类标准、操作规范以及保养等内容,同时探讨了造成不准确度的几个因素。

1 万能试验机的概述

1.1 定义与组成

作为一种材料试验仪器,万能试验机一般被用于金属或非金属的相关力学性能测试上,因此关于数据方面的测量相当注重,并被广泛应用在院校、企业以及科研单位之中,发挥着重要作用。万能试验机是由电脑系统型拉力试验机、驱动系统、测量系统等结构组成,有着弯曲、压缩、环刚度、拉伸以及剪切等功能,对于人们的生产生活有着重要意义,并推动我国相关领域的发展。在规定的环境条件下,万能试验机通过施加负荷来达到弹性体变形,从而将力的信号转变成电信号,并通过指示器进行显示。使用万能试验机在各学校、企业或研究机构已相当广泛,按照不同的使用需求,万能试验机也被划分为很多个类型[1]

1.2 分类

一般来讲,万能试验机以用途来分类可以分成两大类,分别是测定机械性能的试验机以及工艺试验用的试验机。测定机械性能的试验机还可以按照工作性质分为蠕变式、拉力式、扭转式、压力式以及复合应力式等类型。低温箱以及高低温试验箱等作为拉力试验机的配备设备,是不可缺少的部件。而不同的试验机由于功能以及构造不同,因此其测定机械性能的用途也不尽相同。工艺试验用的试验机也可以按照内部构造不同分为弹簧、杯突以及线材扭转等类型。

1.3 操作规程

从用途来看,万能试验机的功能可以分为特殊测试以及普通测试两种。其中普通测试的范围包括定应力力值、任意点力值、定伸应力、扯断强度、拉伸应力、弯曲试验等内容;而特殊测试一般指的是除常规的普通测试以外对于某些功能以及特定作用的测试。此外还有弹性限、弹性变限、屈服点、屈服强度等的特殊测量项目。

1.4 保养

万能试验机的保养相对比较复杂,这主要取决于万能试验机的复杂性以及精密性,这需要工作人员必须要对万能试验机进行保养来提升其使用寿命,并减少测试误差,而这种保养并非是单一过程的保养,而是从万能试验机的生产安装到使用的全过程。万能试验机的保养分为几点内容[2]:

1)要对安装进行维修保养。确保安装环境符合相关标准,并保持环境干燥清洁,为试验机周围提供一定的剩余空间。

2)接管的保养。因为主体以及测力计相通的油管比较难以打理,因此在安装过程需要注意内部的清洁,避免油路出现污渍。

3)对灌油以及放油的保养。这一过程应该明确油的使用期限,并确定灌口开闭情况,不能使用不符合标准的油或者超过使用期限的油。

4)接电过程,需要在使用之前对各部分进行检查,避免因用电不规范而导致安全事故的发生。

5)润滑的使用规范同样重要。试验机机械部分需要定期进行润滑,避免被磨损部位造成对万能试验机的运行产生影响,从而出现不准确的测量发生,并定期检查万能试验机各部件的保养情况,对出现问题的万能试验机需要及时进行维修保养。

6)油泵的初次运转需要进行重点关注,试车方面也要工作人员给予重视,从而规避掉设备损坏或磨损情况的发生,对检查结果产生影响。

2 万能试验机的发展现状

目前国内市场存在着很多类型的万能试验机,而此前使用较多的电子万能试验机其具备外形观赏性高、操作简单易学、稳定可靠的特点,因此被广泛应用于高校研究。此外还有液压万能试验机,但由于测力传感器的价格比较高,因此液压压力传感器的使用比较多,只有一些企业使用了负荷传感器来提高精度。总体来看,万能试验机的样式比较多,各领域要根据自身特点来选择符合标准的万能试验机。

3 万能试验机检测结果不准确的原因

使用万能试验机的测量结果不准确,一般存在以下几种原因。

1)由于试验机本身自带的系统误差,这是由于万能试验机的示值不准确而产生的一种系统误差,另外在进行实际应变测量时也会发生面板误差;

2)随机误差的产生,是受到环境、摩擦力等无法避免的因素所造成的误差;

3)人为所造成的误差,一般是由于工作人员各种不正规的操作导致测量结果不正确,另外在实际操过程中,由于万能试验机的长期稳定度带来的影响同样会导致试验或测试结果出现误差,而数字示值的分辨力所引进的误差也有可能存在,由于工作人员在读取试验盘的过程中,可以估读到0.1分度值,根据试验的最大误差可以达到0.05个分度值[3]。以拉力机试验测量数据不准确为例,作如下的总结:

拉力试验机是一种比较常见的万能试验机,应用于很多行业中,在使用过程中经常会出现数据不准确或测量数值偏大的情况,在使用过程中,万能试验机的操作规范应当严格按照使用标准,在安装过程中,需要使万能试验机在清洁干燥温度均匀的房屋内使用,且机器上的长梁需要确保有足够的空余面积。误差原因有以下几种情况:

1)在进行测试开始之前没有归零就开始试验,导致测试结果不准确,这是人为误差的一种;

2)感应器用过一段时间,导致应变弹性屈变,并且没有实现返回,这是由于没有进行重新校正力量传感器系数所造成的,应当对数据进行分析并且给予修正;

3)在测试过程中式样没有按照操作规范进行夹持,同样会导致测试结果不准确;

4)测试的试验速度不符合要求,也会导致测试结果过快或过慢情况的发生;

5)力量感应器损坏,受外力冲击或者超过容量使用,同样是操作不规范所造成的[4]

4 万能试验机检测结果不准确度的判定方式

工作人员将测量结果误差现象进行归纳,并总结出导致误差出现的原因,以此做出对不准确度的分析以及总结,从而进行不准确度的判定。

5 结语

结合实际工作经验,通过上述的讨论,希望能够提高相关人员的工作素养,注重万能试验机的操作规范以及保养要求,尽可能少地造成误差,从而提高试验与测量的准确性。