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扭矩倍增器校准方法及测量不确定度评估

曹旸 金炜

【引用本文】 曹旸,金炜. 扭矩倍增器校准方法及测量不确定度评估[J]. 计量科学与技术,2021, 65(4):52-57 doi: 10.3969/j.issn.2096-9015.2021.04.11
引用本文: 【引用本文】 曹旸,金炜. 扭矩倍增器校准方法及测量不确定度评估[J]. 计量科学与技术,2021, 65(4):52-57 doi: 10.3969/j.issn.2096-9015.2021.04.11
CAO Yang, JIN Wei. Torque Multiplier Calibration Method and Measurement Uncertainty Assessment[J]. Metrology Science and Technology, 2021, 65(4): 52-57. doi: 10.3969/j.issn.2096-9015.2021.04.11
Citation: CAO Yang, JIN Wei. Torque Multiplier Calibration Method and Measurement Uncertainty Assessment[J]. Metrology Science and Technology, 2021, 65(4): 52-57. doi: 10.3969/j.issn.2096-9015.2021.04.11

扭矩倍增器校准方法及测量不确定度评估

doi: 10.3969/j.issn.2096-9015.2021.04.11
详细信息
    作者简介:

    曹旸(1991-),中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司工程师,研究方向:航空专用设备计量校准、力学校准,邮箱:y_cao1231@163.com

Torque Multiplier Calibration Method and Measurement Uncertainty Assessment

  • 摘要: 通过对国内已知的三种扭矩倍增器校准方法的比较,分析其校准方法及计算结果的差别,指出当前存在校准方法不统一,校准数据处理不一致,结果评价和分析不全面的问题。通过对现有扭矩倍增器测量结果不确定度评定过程的分析,指出其存在测量模型不完善以及不确定度来源分析不全面的问题,并给出以倍增器实际使用参数(放大倍率)为评价对象的测量不确定度评定方法及过程。评定结果分析可知,当测量输入扭矩和输出扭矩的扭矩测试仪由同一上级标准溯源时,可以减小扭矩倍增器的测量不确定度。
  • 图  1  SWEENEY 8202-45A型扭矩倍增器

    Figure  1.  SWEENEY 8202-45A torque multiplier

    表  1  各种扭矩倍增器校准方法比较

    Table  1.   Comparison of torque multiplier calibration methods

    校准方法参考JJG707-2014JJF(民航)0121-2014或JJF(军工)49-2014GEDORE原厂校准方法
    使用设备输入端:标准扭矩扳子
    输出端:扭矩测试仪
    输入端:扭矩测试仪
    输出端:扭矩测试仪
    输入端:扭矩测试仪
    输出端:扭矩测试仪
    判断方法以输入(输出)扭矩值的相
    对示值误差判断
    以放大倍率的相对示值误差判断以测得输入扭矩值为标准进
    行相对误差的判断
    其他无输入输出折线图无输入输出折线图提供校准数据的输入输出折线图
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    表  2  重复性测量数据

    Table  2.   Repeatability measurement data

    Nm
    输出端A325.4650.8976.21301.61627.0
    输入端B148.997.5154.8210.0257.5
    248.998.8157.4207.0257.7
    348.998.4156.5207.4257.2
    448.598.6155.4207.2256.8
    548.898.2155.5205.4256.0
    648.999.1155.6205.7256.4
    748.598.3156.2207.3256.9
    848.798.2156.6208.0255.6
    948.598.0155.6206.9257.5
    1048.898.7156.3208.1258.0
    平均值$\overline x $48.7798.38156.00207.30256.96
    标准差$s(x)$0.1810.4620.7401.2910.785
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    表  3  测量重复性引入的相对标准不确定度

    Table  3.   Relative standard uncertainty introduced by measurement repeatability

    输出端校准点/Nm输入端测得标准值/Nm${u_{\rm{r}}}({b_2})$
    325.448.770.21%
    650.898.380.27%
    976.2156.000.27%
    1301.6207.300.36%
    1627.0256.960.18%
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    表  4  显示仪表分辨力引入的相对标准不确定度

    Table  4.   Relative standard uncertainty introduced by display instrument resolution

    输出端测量点/Nm输入端标准值/Nm${u_{\rm{r}}}({a_3})$${u_{\rm{r}}}({b_3})$
    325.448.770.12%0.08%
    650.898.380.06%0.04%
    976.2156.000.04%0.03%
    1301.6207.300.03%0.02%
    1627.0256.960.02%0.02%
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    表  5  相对标准不确定度分量汇总

    Table  5.   Summary of relative standard uncertainty components

    输出端测量点/Nm输入端测得标准值/Nm标准器 测量重复性 显示分辨率
    ${u_{\rm{r}}}({a_1})$${u_{\rm{r}}}({b_1})$ ${u_{\rm{r}}}({b_2})$ ${u_{\rm{r}}}({a_3})$${u_{\rm{r}}}({b_3})$
    325.448.770.17%0.17%0.21% 0.12%0.08%
    650.898.380.17%0.17% 0.27% 0.06%0.04%
    976.2156.000.17%0.17% 0.27% 0.04%0.03%
    1301.6207.300.17%0.17% 0.36% 0.03%0.02%
    1627.0256.960.17%0.17% 0.18% 0.02%0.02%
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    表  6  相对合成标准不确定度及相对扩展不确定度

    Table  6.   Relative composite standard uncertainty and relative expanded uncertainty

    输出端校准点/Nm输入端测量值/Nm实测放大倍率${a_1}$和${b_1}$为不相关 ${a_1}$和${b_1}$为正相关
    相对合成标准
    不确定度${u_{{\rm{cr}}}}$
    相对扩展不
    确定度${U_{{\rm{rel}}}}$
    相对合成标准
    不确定度${u_{{\rm{cr}}}}$
    相对扩展不
    确定度${U_{{\rm{rel}}}}$
    325.448.776.670.35%0.7% 0.25%0.5%
    650.898.386.620.37%0.8% 0.28%0.6%
    976.2156.006.260.37%0.8% 0.28%0.6%
    1301.6207.306.280.44%0.9% 0.36%0.8%
    1627.0256.966.330.30%0.6% 0.18%0.4%
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  • 网络出版日期:  2021-04-15
  • 刊出日期:  2021-04-15

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