浅谈一种电阻应变式轧制力传感器校准方法及其测量值的不确定度评定

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈一种电阻应变式轧制力传感器 校准方法及其测量值的不确定度评 定 【摘 要】电阻应变式轧制力传 感器是现代钢铁企业中钢材轧制机常用 的力传感器，轧钢机通过轧制力传感来 测量轧辊两端的力值并对轧制力进行控 制，其力值的准确度直接影响到钢材的 成品率。本文介绍一种校准方法及其过 程中分析其不确定度分量主要来源，并 对各不确定度分量、合成不确定度、扩 展不确定度进行评定。 中国论文网 /8/view-12932472.htm 【关键词】电阻应变式；轧制力 传感器；不确定度评定 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中图分类号： TP212 文献标识 码： A 文章编号： 2095- 2457（2017）35-0045-002 Talking About a Calibration Method of Resistive Strain Rolling Force And Evaluation of the Uncertainty for Measuremrnta CAI Kai-cheng （Fujian Institute of Metrology，Fuzhou 350001，Fujian Province，China） 【Abstract】The resistance strain gauge rolling force sensor is a commonly used force sensor in the steel rolling mill in the modern iron and steel industry. The rolling mill senses the force at both ends of the roll by rolling force sensing and controls the rolling force. The force value Accuracy directly affects the yield of steel. This article describes a calibration method and its process of analysis of the main -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 sources of uncertainty components， and the components of uncertainty， synthetic uncertainty， extended uncertainty assessment. 【Key words】Resistance strain gauge； Rolling force sensor； Evaluation of uncertainty 0 引言 在F 代钢铁企业中，钢铁的生 产流程一般包括采矿、烧结、炼铁、炼 钢连铸、轧钢、机械加工等，从炼钢厂 出来的钢坯需要经过加热炉加热后通过 辊道送入轧制机轧制才能形成特定尺寸 的钢板。钢材轧制机是轧制钢材的主要 设备，广泛应用于各类钢铁企业，而轧 制力传感器是钢材轧制机的力值测量设 备。轧制力传感器具有线性好、响应速 度快、抗过载能力强、滞后性好、量程 大、抗偏载能力强等优点，主要用来测 量钢坯在轧制过程中负载力为轧制力的 控制提供数据支持，保证辊轮两端负载 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 力的一致性，对钢材的质量起到关键性 的作用，因此保证轧制力传感器的力值 准确性至关重要，需要对轧制力传感器 进行力值校准。 1 电阻应变式轧制力传感器的校 准 在规定的校准环境下，将电阻应 变式轧制力传感器安装成工作状态，将 电阻应变式轧制力传感器安装于叠加式 力标准机工作台中间，与组合垫块串接， 使电阻应变式轧制力传感器主轴线、组 合垫块与叠加式力标准机加载轴线相重 合，使倾斜负荷和偏心负荷的影响减至 最小，连接好传感器和直流稳压电源及 数字多用表，直流稳压电源接传感器输 入端，数字多用表接传感器输出端，置 零，启动叠加式力标准机油泵对力传感 器施加预负荷至少 3 次，每次额定负荷 的保持时间应为 30s1min。卸除最后 一次预负荷后，选择合适的检定点：检 定的初级负荷一般为额定负荷的 10% 20%，检定点应尽量均匀分布， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 一般不少于 5 个点（不包括零点） ，读 取零点输出值，逐级施加递增负荷，直 至额定负荷，在每一级负荷加到后，保 持一定时间，读取数字多用表的示值即 为传感器的输出值，达到额定负荷后， 逐级施加递减载荷。在每一级负荷退回 后，保持一定时间，读取数字多用表的 示值即为传感器的输出值，直至退回到 零载荷，这一过程连续进行 3 次，3 次 测量值的算术平均值即为所求传感器的 输出值。 2 应变式轧制力传感器的测量值 不确定评定 采用我院的叠加式力标准机对电 阻应变式轧制力传感器进行校准后得出 的测量值，对该测量值的不确定度进行 分析评定： 2.1 数学模型：Y=Y 式中：Y 指的是传感器的额定输 出 Y 指传感器在额定负荷下的输出 值的平均值 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 2.2 标准不确定度分量 u（Y）的 评定 u（Y）的主要来源有以下五个方 面 a）测量的重复性，可以 A 类方 法进行评定u1（Y） b） 力标准机的准确度，由上级 证书给出，以 B 类方法评 定u2（Y） c） 直流稳压电源的稳定度，由 上级证书给出，以 B 类方法评 定u3（Y） d） 数字多用表的准确度，由上 级证书给出，以 B 类方法评 定u4（Y） （1）u1（Y）的评定：在实际测 量中，选取 SLC2040-13/20MN 电阻应 变式轧制力传感器，由直流稳压电源提 供 10V 供桥电压，在重复性条件下进行 3 次测量，以 3 次测量值的算术平均值 作为传感器的输出值，得到试验数据见 表 1： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 则测量重复性引入的标准不确定 度 u1（Y）为： u1（Y）= 其中：极差系数 C=1.69 （2）力标准机的准确度引入的 u2（Y）的评定：估计均匀分布，则 u2（Y）= 式中：=0.05%*Y，k= （3）直流稳压电源的稳定度引 入的 u3（Y）的评定：由上级证书给出， 则 u3（Y）= 式中：=0.005%*Y ，k=2 （4）数字多用表的准确度引入 的 u4（Y）的评定：由上级证书给出， 则 u4（Y）= 式中：=0.006%*Y ，k=2 （6）u1（Y） 、u2（Y） 、u3（Y） 、 u4（Y）彼此独立，互不相关，则 u2（Y）=u （Y）+u（Y）+u （Y）+u（ Y） -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 2.3 合成不确定度 uc（Y）的评 定 灵敏系数：由数学模型 Y=Y 得 c1=1 uc（Y ）=u（Y） 2.4 扩展不确定度 U 的评定 U=kuc （Y） （取包含因子 k=2） 2.5 根据以上公式计算合成不确 定度，不确定度分量表 2 和合成不确定 度表