JJG 391-2009 力传感器

中华人民共和国国家计量检定规程

JJG391—2009

力传感器

ForceTransducers

2009-10-09发布2010-04-09实施

国家质量监督检验检疫总局发布

JJG391—2009

目录

范围

1……………………(1)

引用文献

2………………(1)

符号及含义

3……………(1)

概述

4……………………(2)

计量性能要求

5…………(3)

通用技术要求

6…………(3)

外观及附件

6.1…………(3)

其他技术特性

6.2………………………(3)

计量器具控制

7…………(3)

检定条件

7.1……………(4)

检定项目和检定方法

7.2………………(5)

检定结果的处理

7.3……………………(10)

检定周期

7.4……………(10)

附录力传感器检定证书内页格式

A…………………(11)

附录力传感器检定结果通知书内页格式

B…………(12)

附录力传感器检定记录

C……………(13)

Ⅰ

JJG391—2009

力传感器检定规程

1范围

本规程适用于应变式力传感器以下简称力传感器的首次检定后续检定和使用

()、

中检验

。

2引用文献

本规程引用下列文献

:

传感器通用术语

GB/T7665—2005

力值与硬度计量术语及定义

JJF1011—2006

使用本规程时应注意使用上述引用文献的现行有效版本

,。

3符号及含义

本规程使用的符号单位与含义见表

、1。

表1符号、单位与含义

符号单位含义

Z力传感器的零点输出

%FS

Z力传感器的零点漂移

d%FS

R力传感器的重复性

%FS

L力传感器的直线性

%FS

H力传感器的滞后

%FS

C力传感器的蠕变

p%FS

C力传感器的蠕变恢复

r%FS

S月力传感器的长期稳定性

b%FS/

S力传感器的额定输出温度影响

t%FS/10K

Z力传感器的零点输出温度影响

t%FS/10K

θ预热完成后力传感器的零点输出值

0μV,mV,mV/V,

θf力传感器的额定输出值

μV,mV,mV/V

F力传感器的额定负荷

nN,kN

θ内力传感器零点输出值的最大值

0maxμV,mV,mV/V30min

θ内力传感器零点输出值的最小值

0minμV,mV,mV/V30min

θfφφ方位角时力传感器的额定输出值

(=0°)μV,mV,mV/V0°

1

JJG391—2009

表1续

()

符号单位含义

m检定循环的次数

—

方位角第j次测量时额定负荷时

θfj0°,,

μV,mV,mV/V的输出读数

方位角第j次jm

θj0°,(=1,2,…,)

0μV,mV,mV/V进程测量时零负荷时的输出读数

,

n旋转角度的个数

—

方位角时力传感器的额定输出读数

φ,

θfφ其中φ分别为或

μV,mV,mV/V0°,120°,240°0°,90°,

180°,270°

方位角时力传感器的零点输出读数

φ,

θφ其中φ分别为或

0μV,mV,mV/V0°,120°,240°0°,90°,

180°,270°

进程重复校准时各负荷点输出极差的最

θR

ΔμV,mV,mV/V大值

进程平均校准曲线与平均端点直线偏差

θL

ΔμV,mV,mV/V的最大值

回程平均校准曲线与进程平均校准曲线

θH

ΔμV,mV,mV/V偏差的最大值

S力传感器的输出灵敏度

mV/V

力传感器加荷试验开始时和结束时激励

V

V电压测量值的平均值

S力传感器上次检定时的输出灵敏度

'mV/V

分别为上限温度和下限温度时的零点输

ZZ

th,tl%FS出温度影响

分别为检定时的上限温度标准检定温

TTT、

h,s,l℃度和下限温度

分别为TTT相对应的零点输出

θθθh,s,l

0h,0s,0lμV,mV,mV/V的平均值

分别为上限温度和下限温度时的额定输

SS

th,tl%FS出温度影响

分别为TTT相对应的额定负荷

θθθh,s,l

fh,fs,flμV,mV,mV/V下输出读数的平均值

表示额定输出即相对于额定输出的百分比以下同

备注1.%FS———“%”,()。

传感器在检定时允许采用其他单位进行读数和计算

2.。

4概述

应变式力传感器通常通过弹性元件将力转换为应变量然后通过电阻应变片组成的

,

2

JJG391—2009

桥路输出电信号主要用于各种测量力值的场合如通过计算机控制测量材料力学性能

,,

的试验机及其他力测量设备等

。

5计量性能要求

力传感器的级别划分及主要技术指标如表所示

2。

表2力传感器级别和各项允许误差

力传感给出稳定性指标时

0.010.020.030.050.10.30.51

器级别不给出稳定性指标时

0.01NS0.02NS0.03NS0.05NS0.1NS0.3NS0.5NS1NS

零点输出

(%FS)±2.0±5.0±10.0

零点漂移

(%FS)0.0050.010.0150.0250.050.150.250.5

重复性

(%FS)0.010.020.030.050.10.30.51.0

直线度

(%FS)±0.01±0.02±0.03±0.05±0.1±0.3±0.5±1.0

滞后

最大(%FS)±0.01±0.02±0.03±0.05±0.1±0.3±0.5±1.0

允许长期稳定性

误差月±0.02±0.04±0.06±0.1±0.2±0.6±1.0±2.0

(%FS/)

蠕变蠕变

/

恢复±0.01±0.02±0.03±0.05±0.1±0.3±0.5±1.0

(%FS)

零点输出温度

影响±0.01±0.02±0.03±0.05±0.1±0.3——

(%FS/10K)

额定输出温度

影响±0.01±0.02±0.03±0.05±0.1±0.3——

(%FS/10K)

备注表示未进行稳定性考核

NS———。

6通用技术要求

外观及附件

6.1

力传感器一般应配备上下承压垫等附件附件应齐全不应随意更换

6.1.1、,,。

力传感器及其附件应稳固地安放在坚固的箱中

6.1.2。

力传感器及其附件的表面不应有影响技术性能的弊病

6.1.3。

力传感器应有铭牌铭牌上应有名称型号规格准确度级别制造厂名

6.1.4,、、、、、

出厂编号及日期等信息

。

其他技术特性

6.2

力传感器其他有关技术特性如灵敏度偏差过负荷特性非轴向负荷影响固有

(、、、

频率循环寿命外磁场影响抗震动性能输入电阻输出电阻绝缘电阻激励电

、、、、、、、

压等应满足相应技术文件如有关的国家标准部门标准出厂说明书等的要求

)(、、)。

7计量器具控制

计量器具控制包括首次检定后续检定和使用中检验

、。

3

JJG391—2009

检定条件

7.1

环境条件

7.1.1

温度

1):(20±5)℃。

相对湿度不大于

2):80%。

大气压力

3):(90~106)kPa。

在检定力传感器的过程中环境温度的变化不得超过

4),1℃/h。

注:当使用条件与检定条件不一致时,应注意由此引起的有关技术特性的偏差,

1

需要时应对检定结果进行修正。

在大气压力变化可能明显影响力传感器零点输出的地方,应注意大气压力变化。

2

检定时周围应无影响检定结果的振动冲击电磁场或其他干扰源

7.1.2,、、。

放置时间

7.1.3

力传感器应在标准检定条件下放置足够长的时间保证其温度与标准检定条件的温

,

度相同并稳定推荐力传感器的放置时间不少于

。8h。

连接及预热

7.1.4

检定前必须按照正确的接线方法将力传感器与激励及指示仪表器相连当使用外部

,

激励电源时应在带负载即力传感器的输入端与激励电源连接的状态下调节激励电

,()

源将其输出电压调节到力传感器规定的激励电压并通电预热预热时间应符合制造

,,。

厂的规定在各个部分稳定后方可进行检定

。,。

注:制造厂没有规定预热时间时,力传感器、指示仪表、激励电源等一般预热半小

时以上。

安装和加荷条件

7.1.5

使用任何加荷装置都必须保证加荷接触面的质量

7.1.5.1。

力传感器两端应配用具有合适结构和足够刚度的连接件与加荷装置连接的

7.1.5.2,

部位应平滑不得有锈蚀擦伤及杂物

,、。

力传感器的安装应保证力传感器的主轴线和加荷轴线相重合使倾斜负荷和

7.1.5.3,

偏心负荷的影响减到最小

。

检定用标准器具

7.1.6

力基标准机

7.1.6.1()

按照表的要求选择合适的力基标准机

3()。

表3力(基)标准机的准确度级别要求

力传感器准确度级别力基标准机准确度级别

()

优于级

0.01/0.01NS0.01

0.02/0.02NS不低于级

0.01

0.03/0.03NS

不低于级

0.05/0.05NS0.02

不低于级

0.1/0.1NS0.05

0.3/0.3NS

不低于级

0.5/0.5NS0.1

1/1NS

4

JJG391—2009

指示仪表

7.1.6.2

力传感器检定中使用的指示仪表包括可向传感器提供激励电压的指示仪表的相

()

关技术指标原则上应不超过被检力传感器相应技术指标的三分之一

,。

激励电源

7.1.6.3

力传感器检定中使用的激励电源输出电压的四小时稳定性应不超过力传感器相应

,

技术指标的五分之一

。

恒温箱

7.1.6.4

恒温箱的温度调节范围不应小于力传感器的温度补偿范围有效恒温区的温度波动

。

度一般不应超过温度均匀度一般不应大于

±0.5℃,2℃。

检定项目和检定方法

7.2

力传感器的首次检定后续检定及使用中检验项目见表

7.2.1、4。

表4力传感器检定项目一览表

检定项目首次检定后续检定使用中检验

外观及附件

+++

其他技术特性根据用户需要进行检定

零点输出

+++

零点漂移

++-

重复性

+++

直线度

+++

滞后

+++

灵敏度

+++

长期稳定性

+++

蠕变蠕变恢复根据用户需要进行检定

/--

零点输出温度影响

根据用户需要进行检定-

额定输出温度影响

-

注:表示需检项目,表示不需检项目。

+-

通用技术要求的检查

7.2.2

通过目测手感等方法对项进行检查符合要求后再进行其他项目的检定

、6.1,。

需要时根据相应技术文件如有关的国家标准部门标准出厂说明书等的要

,(、、)

求对项进行检查

,6.2。

按照的要求检查各项检定条件

7.2.37.1。

零点输出和零点漂移的检定

7.2.4。

将力传感器安装调整到工作状态按照本规程的要求对力传感器和

7.2.4.1。7.1.4,

与其相连的电子仪器进行连接和预热

。

需要时重新对力传感器输入端的激励电压进行测量和调整

7.2.4.2,。

5

JJG391—2009

记录力传感器的零点输出值θ按公式进行力传感器的零点输出Z的

7.2.4.30,(1)

计算

。

θ

Z0

=θf×100%(1)

观察并记录力传感器在内的零点变化按公式进行力传感器的

7.2.4.430min,(2)

零点漂移Z的计算

d。

θθ

Z0max-0min

d=θf×100%(2)

重复性直线度滞后长期稳定性的检定

7.2.5、、、

将力传感器安装调整到工作状态按照本规程第条要求对力传感器

7.2.5.1。7.1.4,

和与其相连的指示仪表和激励电源进行连接和预热

。

需要时重新对力传感器输入端的激励电压进行测量和调整并根据需要调

7.2.5.2,,

整指示仪表的零点

。

对力传感器施加预负荷至少次每次额定负荷的保持时间应为

7.2.5.33,30s~

每次加荷至额定负荷后卸荷到零负荷等待至少

1min。,30s。

卸除最后一次预负荷之后等待根据需要可对激励电压进行检测

7.2.5.4,1min,,

或调整调整指示仪表的量程和零点读取零点输出值

,,。

检定的初级负荷一般为额定负荷的检定点应尽量均匀分布一

7.2.5.510%~20%,,

般不少于点不包括零负荷推荐为点分别为额定负荷的

5(),8(10%,20%,30%,

40%,50%,60%,80%,100%)。

逐级施加递增负荷直到额定负荷在每一级