JJG557-2011《標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀》檢定規(guī)程解讀
郭斌
一、修訂背景
近幾年，扭矩測(cè)量技術(shù)發(fā)展迅猛，目前在國(guó)內(nèi)，大量采用應(yīng)變式等扭矩傳感器配合精密數(shù)字測(cè)量?jī)x表構(gòu)成扭矩儀對(duì)扭矩量值進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量準(zhǔn)確度大大提高，且便于攜帶和讀取數(shù)據(jù)。JJG557-1988《標(biāo)準(zhǔn)扭矩計(jì)》檢定規(guī)程(以下簡(jiǎn)稱“舊規(guī)程”)已經(jīng)不能滿足扭矩計(jì)量的發(fā)展。為此，國(guó)家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)對(duì)舊規(guī)程進(jìn)行修訂，由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院主持，中國(guó)航天科技集團(tuán)公司一院一〇二所和中船重工集團(tuán)公司第七〇四所等單位參加。
2010年經(jīng)全國(guó)力值硬度計(jì)量技術(shù)委員會(huì)審定通過(guò)，2011年經(jīng)國(guó)家質(zhì)檢總局審批，JJG557-2011《標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀》檢定規(guī)程(以下簡(jiǎn)稱“新規(guī)程”)于2011年11月30日發(fā)布，2012年5月30日實(shí)施。
二、修訂目的
舊規(guī)程的適用范圍僅為標(biāo)準(zhǔn)扭矩計(jì)，即新規(guī)程中百分表式標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀。目前此類扭矩儀數(shù)量十分有限、結(jié)構(gòu)較為單一，有被應(yīng)變式等扭矩儀完全替代的趨勢(shì)。由于準(zhǔn)確度級(jí)別、檢定操作性等的限制，目前廣泛應(yīng)用于扭矩計(jì)量的應(yīng)變式等標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀的檢定尚無(wú)十分合適的檢定規(guī)程。
新規(guī)程的頒布實(shí)施，使廣泛應(yīng)用于扭矩計(jì)量且發(fā)揮重要作用的標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀的檢定和校準(zhǔn)有了切實(shí)可行的操作準(zhǔn)則，填補(bǔ)了JJG2047-2006及扭矩專業(yè)相關(guān)檢定規(guī)程的空白。為標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀的生產(chǎn)者、計(jì)量部門以及使用者提供了較為專業(yè)的技術(shù)依據(jù)。
新規(guī)程頒布后，計(jì)量部門可根據(jù)各自區(qū)域的需求，對(duì)扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)進(jìn)行完善和升級(jí)改造。
三、修訂內(nèi)容及重點(diǎn)
新規(guī)程從章節(jié)架構(gòu)上參照J(rèn)JF1002-1998《國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程編寫規(guī)則》，從各節(jié)(主要是從第5節(jié)以及以后的部分)內(nèi)容上分為兩大部分:一是應(yīng)變式等標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀，此部分為新增部分；二是百分表式標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀，此部分基本完全采用舊規(guī)程的內(nèi)容。
(一)修訂內(nèi)容
1.適用范圍的規(guī)定
新規(guī)程將標(biāo)準(zhǔn)扭矩計(jì)及應(yīng)變式等扭矩儀作為規(guī)程的適用范圍。
2.術(shù)語(yǔ)及計(jì)量單位的規(guī)定
術(shù)語(yǔ)方面，由于JJF1011-2006《力值與硬度計(jì)量名詞術(shù)語(yǔ)及定義》中未定義百分表式標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀，參照測(cè)力環(huán)對(duì)其進(jìn)行定義。
計(jì)量單位方面，新規(guī)程涉及的符號(hào)、公式較為復(fù)雜，因此列表對(duì)所有符號(hào)、含義及單位進(jìn)行規(guī)定。
3.級(jí)別的規(guī)定
新增應(yīng)變式等扭矩儀準(zhǔn)確度級(jí)別的劃分。百分表式扭矩儀參照舊規(guī)程規(guī)定為0.3級(jí)單一級(jí)別。
4.計(jì)量性能等的規(guī)定
應(yīng)變式標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀，提出了在首次檢定時(shí)所有級(jí)別的扭矩儀均應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)角實(shí)驗(yàn)，而在后續(xù)檢定中則可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀的準(zhǔn)確度級(jí)別以及客戶需求等情況進(jìn)行或不進(jìn)行轉(zhuǎn)角實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，規(guī)定了各準(zhǔn)確度級(jí)別扭矩儀的檢定方法、檢定流程、技術(shù)指標(biāo)及數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容。
百分表式標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀、舊規(guī)程和JB/T5483-1992《標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀技術(shù)條件》中，未對(duì)百分表式標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀的級(jí)別進(jìn)行明確規(guī)定，只對(duì)技術(shù)指標(biāo)有相應(yīng)規(guī)定，其檢定結(jié)論通常為“準(zhǔn)予該計(jì)量器具作為標(biāo)準(zhǔn)扭矩計(jì)使用”。考慮現(xiàn)實(shí)使用情況，新規(guī)程也不再對(duì)其技術(shù)指標(biāo)和準(zhǔn)確度級(jí)別、通用技術(shù)要求、計(jì)量器具控制、檢定結(jié)果的處理和檢定周期等方面做更多修改和增加。
(二)修訂重點(diǎn)
鑒于新規(guī)程的內(nèi)容較為復(fù)雜，編制小組提出以下幾個(gè)重點(diǎn)，請(qǐng)基層使用者注意。
1.使用者可根據(jù)需要速查的表格、圖示
表1(新規(guī)程第1頁(yè)至第3頁(yè))，規(guī)定了新規(guī)程中出現(xiàn)的所有符號(hào)及其含義和單位以及實(shí)驗(yàn)類型；
表2(新規(guī)程第3頁(yè))，規(guī)定了新規(guī)程中準(zhǔn)確度級(jí)別劃分及技術(shù)指標(biāo)；
表3(新規(guī)程第5頁(yè)至第6頁(yè))，規(guī)定了新規(guī)程中檢定項(xiàng)目；
附錄A(新規(guī)程第10頁(yè))，規(guī)定了新規(guī)程中不同準(zhǔn)確度級(jí)別的檢定流程。
2.關(guān)于準(zhǔn)確度級(jí)別的要求
表2為應(yīng)變式標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀的準(zhǔn)確度級(jí)別及技術(shù)指標(biāo)。從0.01級(jí)到0.5級(jí)，目前國(guó)內(nèi)的檢定設(shè)備可以滿足。至于0.5級(jí)以下的扭矩儀，編制小組則建議參照J(rèn)JG995-2005《靜態(tài)扭矩測(cè)量?jī)x》檢定規(guī)程，或新制定《工作扭矩儀》檢定規(guī)程。
百分表式標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀，其準(zhǔn)確度級(jí)別只有0.3級(jí)。
3.轉(zhuǎn)角實(shí)驗(yàn)的規(guī)定
(1)做與不做:首次檢定時(shí)，所有級(jí)別的扭矩儀均應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)角實(shí)驗(yàn)；后續(xù)檢定中，可根據(jù)扭矩儀的準(zhǔn)確度級(jí)別(0.1級(jí)及以上要做)以及客戶需求等情況自定。詳見表3(新規(guī)程第6頁(yè))。
(2)轉(zhuǎn)角的選擇:主要根據(jù)連接件外形。
(3)轉(zhuǎn)角的流程:見附錄A.1(新規(guī)程第10頁(yè))
4.檢定周期的規(guī)定
正常檢定為1年。新購(gòu)置使用、修理后的須進(jìn)行穩(wěn)定性或示值誤差考核。考核時(shí)間間隔客戶自定，計(jì)量部門出具檢定證書的周期不應(yīng)超過(guò)考核期。如由計(jì)量部門進(jìn)行考核，可首檢出具校準(zhǔn)證書，后續(xù)檢定根據(jù)考核的時(shí)間間隔出具檢定周期。
5.其他注意事項(xiàng)
(1)扭矩儀指示裝置的測(cè)量下限要求，如表2(新規(guī)程第3頁(yè))所示。
(2)恒溫要求，在室內(nèi)外溫度差異較大時(shí)，必須將扭矩儀進(jìn)行恒溫(8h以上)，必要時(shí)要做溫度修正。
(3)檢定點(diǎn)的選取:額定扭矩的20%～100%，不少于8個(gè)點(diǎn)，均勻分布。若超過(guò)此范圍，在測(cè)量下限滿足的情況下，如滿足相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)亦可出具檢定數(shù)據(jù)。
(4)實(shí)驗(yàn)的標(biāo)記:扭矩儀的安裝位置及狀況對(duì)測(cè)量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生較大的影響，因此實(shí)驗(yàn)前，對(duì)扭矩儀與扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置的相對(duì)位置進(jìn)行標(biāo)記是十分重要的。在穩(wěn)定性考核時(shí)，安裝位置不同，很可能影響對(duì)結(jié)果的判定。檢定者和使用者應(yīng)重視“標(biāo)記”。對(duì)于需要做轉(zhuǎn)角實(shí)驗(yàn)的扭矩儀，標(biāo)記0°(即起始旋轉(zhuǎn)角度)和各個(gè)角度，可以方便檢定。對(duì)于不需要做轉(zhuǎn)角實(shí)驗(yàn)的扭矩儀，做標(biāo)記，也便于提高下個(gè)周期穩(wěn)定性考核的可靠性。
(5)技術(shù)指標(biāo)及數(shù)據(jù)處理
①重復(fù)性計(jì)算:不做轉(zhuǎn)角的，為3遍數(shù)據(jù)最大值與最小值之差；做轉(zhuǎn)角的，為0°兩遍數(shù)據(jù)之差的絕對(duì)值。
②穩(wěn)定性和示值誤差:指示裝置輸出為Nm時(shí)，出具示值誤差指標(biāo)；否則，出具穩(wěn)定性指標(biāo)。
③進(jìn)回程差和內(nèi)插誤差:通常根據(jù)客戶要求，不必強(qiáng)制給出。
(6)標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀檢定記錄的填寫
①附錄F，應(yīng)變式等標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀檢定記錄的填寫。前面3列連續(xù)的空白表格用于填寫0°示值。需要做轉(zhuǎn)角實(shí)驗(yàn)的，只填寫前兩列；不需要做轉(zhuǎn)角實(shí)驗(yàn)的，全部填寫。中間3列連續(xù)的空白表格用于填寫各旋轉(zhuǎn)角度的示值。后面單獨(dú)的一列空白表格用于填寫對(duì)平均值進(jìn)行溫度修正后的示值。再后面兩列連續(xù)的空白表格用于填寫根據(jù)校準(zhǔn)方程計(jì)算出的理論示值。最后四列連續(xù)空白表格用于填寫對(duì)應(yīng)角度的回程示值。
②附錄G，百分表式標(biāo)準(zhǔn)扭矩儀檢定記錄的填寫。兩列連續(xù)的空白表格的第一列用于填寫對(duì)“示值I+II”溫度修正后的示值；第二列用于填寫上個(gè)周期“示值I+II”的值，填寫時(shí)應(yīng)注明上個(gè)周期的檢定日期、環(huán)境溫、濕度等。
注:作者郭斌為JJG557-2011的第一起草人。
作者單位【中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院】
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