万能材料试验机的校准方式介绍

发布时间:2025-07-18 10:14

  万能材料试验机作为材料力学性能测试的核心设备,其测量准确性直接影响实验数据的可靠性。本文接下来介绍万能材料试验机的校准方式:
  一、校准核心要素与标准依据
  1.校准目标
  -力值精度:确保载荷测量误差≤±1%(满量程,FS)
  -位移精度:位移传感器示值误差≤±0.5%(FS)
  -变形精度:引伸计测量误差≤±0.2%(微应变范围)
  -环境稳定性:温度波动≤±1℃/h,湿度偏差≤10%RH
  2.标准依据
  -国际标准:ISO 3763(力值校准)、ISO 9513(硬度校准)
  -国内标准:JJG 139-2014(负荷传感器检定规程)
  -行业规范:ASTM E8/E8M(金属拉伸试验标准)
  二、校准前准备与工具配置
  1.环境控制
  -实验室温度:20±2℃(基准温度23℃)
  -相对湿度:≤70%(无冷凝)
  -电磁干扰:远离大型电机/高压设备≥5m
  -振动隔离:放置于混凝土台面或减震垫上
  2.设备预热与初始化
  -开机预热≥30分钟(消除电子元件热漂移)
  -清零所有通道数据,检查限位开关灵敏度
  -清洁加载轴、夹具,涂抹防锈油(非腐蚀性)
  三、力值校准:分级加载法
  1.量程划分与标准选择
  -低量程(0-20%FS):使用E2级砝码(精度±0.005%)
  -中量程(20%-80%FS):液压式标准测力仪(精度±0.5%)
  -高量程(80%-100%FS):动态校准仪(冲击加载验证)
  2.校准步骤
  -直接加载法:将砝码逐级叠加至传感器,记录显示值与标准值的偏差。
  -替代法:通过标准测力仪施加载荷,比对试验机输出。
  -数据修正:建立误差补偿表,输入至控制系统(例如:10kN实际值对应9.98kN显示值时,修正系数设为1.002)。
  3.典型问题处理
  -非线性误差:若某量程段误差超差,需检查弹性体疲劳或传感器失效。
  -重复性差:排查机械间隙或液压系统泄漏。
  四、位移校准:光学与机械结合
  1.传感器校验
  -光栅尺/编码器:用激光干涉仪测量实际位移,修正脉冲计数误差。
  -引伸计行程:安装千分表于夹具端,施加微小位移(0.1mm级),对比显示值。
  2.机械回程误差消除
  -丝杠间隙补偿:正向加载至额定载荷后反向卸载,记录滞环值并输入软件修正。
  -齿轮啮合调整:使用塞尺检测齿侧间隙,确保≤0.05mm。
  五、变形测量校准:引伸计为核心
  1.接触式引伸计
  -刀口间距标定:用5等标准量块(如5.00mm、10.00mm)调整刀刃间距,误差≤±0.5μm。
  -应变片线性校验:粘贴应变片于弹性梁,施加微应变(100-1000με),对比输出电压与理论值。
  2.非接触式引伸计
  -视频引伸计:拍摄标准刻度板,通过像素-长度转换算法验证分辨率(需达1μm/像素)。
  -激光散斑法:用已知位移的散斑图校准相关性算法。
  六、环境参数校准与补偿
  1.温度补偿
  -安装PT100温度传感器于试样区域,实时采集数据。
  -高温试验时,输入材料热膨胀系数至软件(例如钢的α=11.7×10??/℃)。
  2.湿度控制
  -使用氯化锂干燥剂降低湿度,或通入干燥氮气保护试样。
  总结:以上是万能材料试验机的校准方式,为确保测试结果符合国际标准(如ISO 7500、ASTM E4),需通过系统性的校准流程对力值、位移、变形及环境参数进行校正。

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