加载装置对扭矩扳手标准检定装置测量误差的影响.pdfVIP

诈《量与鼬试技术》2012年第3g卷第8期 加载装置对扭矩扳手标准检定装置测量误差的影响 DeviceLoodTorqueWrenchStandardsWithintheMeasurement ErrorofhteVerificationDevice 刘 静 吴正军 (武汉市计量测试检定 (研究)所 ，湖北 武汉 430050) 摘 要：扭矩扳手标准检定装置 由三大部件组成：扭矩测量仪、扭矩传感器、扭矩加载装置。这三大部件缺一不可，任何一个部件都会产生系统测量误 差，其中不少加载装置产生的系统误差远远大于仪器和传感器产生的系统误差。 关键词：加载装置；扭矩扳手 ；扭矩传感器；纯扭矩；测量方法 本文以工程力学定性剖析与没有消除侧向力能力的 卜对扭矩扳手的调整扭矩值。 扭矩传感器配套的加载装置引起扭矩扳手标准检定装置 3 扭矩扳手在简易型丝杆加载装置上的平面受力分析 测量误差的主要因素，认为结构不 良的扭矩加载装置是 加载装置按扭矩扳手受载情况可分为两大类 ：一类 最大的测量误差源。提出消除此测量误差，把加载装置 是载荷方向与扭矩扳手轴线始终保持垂直，与校准扭矩 引起的测量误差无法检钡’0变为可以检测的办法。 传感器的加载方法一致，载荷作用点不发生位移，如上述 1 焦点问题 驱动传感器的加载装置；另一类则载荷方向与扭矩扳手 使用同一台扭矩测量仪和传感器，不同的加载装置 轴线无法始终保持垂直，与校准扭矩传感器的加载方法 检定同一把扭矩扳手，会得到不同的检定结果。有些企 不一致，载荷作用点不断发生位移，如图2所示简易型丝 业验收批量准确度为 3％的扭矩扳手，误差竞全都在 杆加载装置。 10％以上，检定结果差异较大。究其原因，在于各种类型 的扭矩加载装置存在差异。 扭矩扳手标准检定装置由三大部件组成：扭矩测量 仪、扭矩传感器、扭矩加载装置。扭矩测量仪和扭矩传感 器都经过比较统一的校准，惟有加载装置无法校准，也没 有经过任何检测。因此，需要分析加载装置对整个系统 的测量误差的影响。 图 1 F 2 扭矩扳手在驱动传感器的加载装置中的平面受力分析 驱动传感器的加载装置通过减速机构来驱动扭矩传 感器，从而给扭矩扳手施加载荷，扭矩扳手则固定不动。 这样施加载荷使得扳手受到的作用力的方向始终垂直于 扳手的轴线，都是在以传感器轴线为圆心的圆的切线上， 与传感器的溯源方法一致。而且作用力 F始终保持在 某点m上，不发生位移，见图1。但是，传感器受到与 F 大小相等方向相反的侧向作用力F， 会引起扭矩传感 器承受附加弯矩和附加扭矩 ，引起测量误差。 为了便于分析，暂不考虑侧向力 F对扭矩传感器的 图 2 作用(在下文有专门讨论)，不考虑仪器、传感器、扳手本 所谓简易型丝杆加载装置是传感器固定不动，通过 身的结构和制造过程引起的误差，(下文第 3、4、5条的讨 丝杆副直接推动或拉动扳手的手柄。 论条件与此相同)。那么 在图2中，如果丝杆初次对扭矩扳手的作用点位于 示值扭矩 =T (1) 扳手手柄中心点 m，那么在加载过程中，力的作用点从 式中： 一扭矩测量仪显示的扭矩值； m滑移到数据采集时的 点，距离为 s，产生摩擦力厂。 童}j静等：加载装置对扭矩扳手标准检定装置溺量误差的影响 该摩擦力作用在扳手手柄的表面上，与被分解 的轴 向力