万能试验机计算机数据采集系统评定

本规范适用于万能试验机准静态试验计算机数据采集系统(以下称计算机数据采集系统)的数据准确性和一致性的评定。ASTME1856-1997StandardGuideforEvaluatingComputerizedD南使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。在力和位移等测量中，其模拟量所一一对应的数字化当量，在静态条件下可溯源到国家基准(见图1)。图1基本数据和导出数据2根据基本数据采用计算机软件算法运算导出的附加的数值。如峰值力或弹性模量3.3数据采集速率dataacquisitionrate采集每一个波形(力、变形、位移等)数字样本的速率，以采样数/秒表示。3.4分辨力resolution显示装置能有效辨别的最小的示值差。3任何作用的力、变形或位移(或两者),从3.5传感器-通道频带宽度transducer-channelbandwidth试验机测量力、变形或位移的传感器通道频带宽度是指幅频特性曲线中，幅值下降3dB时的频率。即测量信号的误差达30%,相位偏移达45°或更大(见图2)。3.6计算机数据采集系统computerizeddataacquisitionsystem计算机数据采集系统是指试验时从万能试验机中采集基本数据，并根据所采集的基本数据计算和提供导出数据的装置。本规范采用比对试验的方式测定计算机数据采集系统，其方法是将万能试验机的计算机数据采集系统所获得的基本数据、导出数据与同一台试验机上的绘图记录所得到的结果进行比对(单机比对法),或者与其他试验机所得到的结果进行比对(多机比对法),评价其一致性，以评定计算机数据采集系统试验结果的准确性，以便保证材料试验结果的正确。5计量特性计算机数据采集系统所采集的力值应为1级或优于1级准确度(不应低于同台万能3试验机的准确度),引伸计的准确度级别和使用应分别符合JJG762—1992、GB/T所要求的频带宽度(见附录A的A2章)。(1)、式(2)和式(3)计算二者的平均值、标准偏差和相对误差。4人工计算的平均值的±2%或超过人工计算的1个标准偏差(取其大值),应查找原因，7.2.6根据每组5个试样(或大于5个试样)人工计算结果和计算机数据采集系统得到的结果，分别按式(1)、式(2)和式(3)计算二者平均值、标准偏差和相对误差。他试验机所得结果的平均值之差超过平均值的±2%或超过1个标准偏差(取其大值),5使用单位可根据实际使用情况决定评定时间间隔，建议与试验机力值和引伸计检定同时进行。但计算机数据采集系统的硬件和软件更换后，应立即进行评定。6附录A计算机数据采集系统硬件部分的测试A.1.2模拟一数字转换器(A/D)把模拟信号转换成数字信号，数字一模拟转换器a)评定系统响应过程持续时间(秒),在此期间要求精确的结果(小于误的1%)。此结果可以是力的峰值或为得到弹性模量的应力—应变曲线弹性部分(见图7测定峰值过程的持续时间测定斜率过程的持续时间时间/s测定峰值过程的持续时间8式中：ʃ——最小数据采集速率，1/s;A.3测试系统的分辨力A.3.1数字化试验系统的分辨力通常是包括许多变量的复杂函数，不仅仅限于施加的力、力的范围、电与机械部件、电与机械噪声及应用的软件等。A.3.2分辨力可从电器系统简图确定或从试验系统制造厂家得到的关于计算机系统分A.3.3对系统进行试验来确保能得到所说明的分辨力，可用不同的方法来检查系统的A.3.4用砝码、标准测力仪等给出一个力到系统，同时采集数据。用系统提供的分辨力的一半来改变施加力，反复数次，并从指示装置观察力的变化。用类似的步骤也可用于引伸计标定器来测试应变的分辨力，及用高一级准确度位移装置检查位移的分辨力。A.3.5把测试结果与所标明的分辨力相比较。A.3.6在相对分辨力劣于1/200的地方，系统不能用来报告导出数据。然而，相对分辨力劣于1/200的基本数据可用来寻找导出数据点。例如：在应力一应变曲线的初始弹性部分，可用来数字化建立曲线的直线部分，以计算偏置应力。用于建立直线部分的数据，其相对分辨力可以比1/200差，但报告的偏置应力必须是在相对分辨力优于1/2009测量不确定度万能试验机计算机数据采集系统是用于材料的拉伸、压缩和弯曲等力学性能测定，其测量不确定度受诸多因素的影响：如材料的均匀性；试样的形状和制备方法；试样的夹持方式；试样的加载同轴度；试样尺寸的测量、引伸计标距、力和变形测定的误差；数据采集速率及试验软件；试验温度、加载速率等等。变形(位移)、试样标距和横截面积的测量误差；一类是与材料有关的参数，如材料的均匀性、试验速率(应变速率或应力速率)带来的影响。在满足GB/T228等试验条件下，与材料有关的参数其影响因素可控制为最小。本测量不确定度分析主要针对与材料无关的参数，以拉伸试验测定的力学性能为例给出测B.2.1测量方法加拉力，并测量试样拉伸过程中力和变形(或位移),以测定有关性能。如上屈服强度R、下屈服强度R和抗拉强度R。仅取决于力和试样横截面积的测量误差，而规定非比例延伸强度R。的测定却取决于力、变形、标距和试样横截面积的测量误差。表B1给出GB/T228规定的测定拉伸试验数据的最大允许测量误差。拉伸性能，误差(‰)RRR11111111B.2.2数学模型从表B1可以看出R。的误差因素最多，为了说明问题，以R。为例建立数学模型。F,——非比例延伸率等于规定的引伸计标距百分率时所对应的力(偏置力),N;在试验过程中，温度和应变(或应力)速率必须保持在一定限度内。式(B1)就确定分量u,;温度效应修正的不确定度分量ur;应变速率效程度(主观概率或先验概率)通过一个假定的概率密度函数得到的。表B1中列出了用计算机数据采集系统的力值准确度为1级(即1级试验机),力示值误差为B类相对标准不确定度up,为u=1.0%/√3=0.58×11级试验机(含计算机数据采集系统)又是借助于0.3级标准测力仪进行校准的，该校准源的不确定度为0.3%,其置信因子为2,故由此引入的B类相对标准不确定度u=0.3%/2=0.15×10-1引伸计的准确度为1级，由GB/T12160表2可知，1级引伸计系统相对误差和标距根据GB/T228规定，测量每个尺寸应精确到±0.5%,横截面积测量误差为±1.0%,这同样是矩形(均匀)分布。由JF1059表3可知k=√3,所以横截面积测量us=1.0%/√3=0.58×10-ua=R,unr根据JJF1059第7章“扩展不确定度的评定”可知，在大多数情况下(置信概率为RRRR0.3级标准测力仪引入的相对标准不确定度，"g,引伸计误差引入的F,判读不确定度，Hy,计算机数据采集系统引入的不确定度，uy,相对合成标准不确定度，2222相对扩展不确定度，U,=k·a)Rm₂=390.1N/mm²,U=8b)R₂=(390.1±8.2)N/mm²,比对试验结果差异的分析C.1试验结果平均值产生差异的分析所有观察到力的偏差通常指示出检定差。如果人工计算结果和计算机结果之间的最大力不一致，可能是由于试验机部件间的检定差(见附录A的A1章)。如果力一致，应力偏离，可能是由于横截面积或其他(如弯曲试验中跨距测量)造成。如果最大力一致而其他力不同，这差别可能不是由于力的检定差引起。C.1.2试验速率差与试验所用的材料对应变速率敏感程度相关，从导出数据可以看出，也可能看不出如果根据绘图记录人工计算结果与其他试验机相同，但与计算机得到的结果不同，如果根据绘图记录人工计算结果与其他试验机相同，但与计算机得到的结果不同，可能是由于计算机系统使用的算法不同。C.1.5运算工作不正常如果根据绘图记录人工计算结果与其他试验机相同，但与计算机得到的结果不同，程序编程人员和使用人员对试验方法的判别不同或不正确。C.1.7夹持和其他与试样接触装置差别夹持和其他与试样接触装置差别可能引起试样过早破坏，或者起散热器作用和导致试样对中差可导致低于正常试验结果，或在曲线的弹性范围内应力一应变曲线不C.1.9传感器通道频带宽度或采样速率不够(见附录A的A2章)。C.2试验结果标准偏差产生差异的分析分辨力的差别可由两种形式表现出来：零标准偏差可能表示分辨力差；如果两个或多个不连续数字结果(导出数据)间与测量结果差别大，可能是分辨力差造成的，例如206,206,210,206,210(见附录A的A3章)。C.2.2试样尺寸准确度如果导出数据的力标准偏差相符，而导出数据的应力标准偏差不同，可能是由于横C.2.3试验速率差别试验速率太快，由于一个或多个传感器通道频率宽度，可以导致标准偏差的偏大或试验机试验速率控制不稳定，可能会使对应变速率敏感的材料，造成导出数据标准偏差增加和应力-应变曲线不佳，在极端情况下造成测量错误。C.2.5传感器通道引起的电噪声电噪声导致计算机运算不佳，这可从绘图记录或基本数据中看出。该问题可通过在固定力或应变下采集数据来确定，此数据的标准偏差应与分辨力相比较。C.2.6夹持与其他和试样接触装置差别一些和试样接触的装置可能会导致试样过早破坏，造成标准偏差偏大。试样对中差是不能重复的，并造成标准偏差偏大。C.2.8传感器通道频带宽度或采样速率不够(见附录A的A2章)。2测试单位名称和地址。4证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识。6被测对象的描述和明确标识，包括：a)试验机型号规格、计算机数据采集系统型号、绘图装置型号。b