《金属材料+单轴试验用引伸计系统的标定GBT+12160-2019》详细解读

《金属材料单轴试验用引伸计系统的标定GB/T12160-2019》详细解读contents目录1范围2术语和定义3符号和说明4原理5标定设备5.1标定器5.2标定溯源6预标定检查contents目录6.1目的6.2检查记录6.3引伸计系统单元的标识7引伸计标距的测量7.1固定标距引伸计7.2可变标距引伸计7.3非接触式引伸计7.4使用量规确定引伸计标距8标定过程contents目录8.1环境因素8.2引伸计的安装8.3标定增量8.4标定过程8.5引伸计系统特性的确定9引伸计系统的分级9.1输入数据9.2数据分析9.3分级准则contents目录9.4结果评定10不确定度的评定10.1不确定度的来源10.2不确定度的预估11引伸计系统标定间隔12标定证书12.1必备信息12.2数据报告附录A(资料性附录)测量不确定度contents目录附录B(资料性附录)标定器的标定附录C(资料性附录)标定器标定报告的示例附录D(资料性附录)引伸计系统类型的示例附录E(资料性附录)激光引伸计附录F(资料性附录)视频引伸计附录G(资料性附录)全场应变测量视频引伸计附录H(资料性附录)横梁测量系统的标定参考文献011范围01021范围引伸计系统可包括单个引伸计或多个引伸计的组合，用于测量试样在单轴拉伸或压缩过程中的变形。本标准适用于单轴试验用引伸计系统的标定，包括但不限于接触式引伸计、非接触式引伸计等。022术语和定义03应用范围该系统广泛应用于金属材料的力学性能测试、质量控制以及产品研发等领域。01定义引伸计系统是指用于测量试样轴向变形的装置，由引伸计、标距杆、相应附件及数据处理装置组成。02作用引伸计系统能够实时监测和记录金属材料在单轴拉伸或压缩过程中的变形量，为材料性能评估提供关键数据。2术语和定义033符号和说明123引伸计标距的初始长度，单位为毫米（mm）。L0在力-延伸率曲线上，任意点相对于初始点的引伸计标距变化量，单位为毫米（mm）。ΔL与ΔL对应的应变值，无单位，通常以百分数表示。ε3符号和说明044原理桥式电路电阻应变片通常组成桥式电路，以提高测量的灵敏度和准确性。桥式电路在受到外力作用时，会产生不平衡电压输出，该电压与应变量成线性关系。电阻应变效应金属材料在受到外力作用时，其电阻值会发生变化，这种现象称为电阻应变效应。电阻应变片利用这一效应，将机械应变量转换为电阻变化量。温度补偿为消除环境温度对电阻应变片测量的影响，通常采用温度补偿技术，如双金属温度补偿片或三线制接法。4原理055标定设备03本标准详细规定了标定设备的各项要求，以确保标定过程的有效性和一致性。01标定设备是确保引伸计系统准确度的关键环节。02选择合适的标定设备对引伸计系统进行定期标定，可确保其测量结果的可靠性和准确性。5标定设备065.1标定器

5.1标定器定义与作用标定器是用于对引伸计系统进行标定和校准的专用装置，其准确性和稳定性对保证金属材料单轴试验结果的可靠性至关重要。种类与选择根据实际需求和使用环境，选择适当类型的标定器，如机械式、液压式或电子式等，并确保其满足相关国家或地区标准。使用与操作在使用标定器进行引伸计系统标定时，需严格遵循操作规程，注意安全防护措施，确保标定过程的安全与有效。075.2标定溯源标定溯源是指通过一系列的比较链，将引伸计系统的测量结果与已知的国家或国际测量标准相联系，以确保测量结果的准确性和可靠性。定义标定溯源是确保引伸计系统量值准确传递的关键环节，对于保障金属材料单轴试验的准确性和有效性具有重要意义。重要性通过定期将引伸计系统送至具有相应资质的计量机构进行标定，或者采用传递标准的方法进行内部标定。实现方式5.2标定溯源086预标定检查发现潜在问题通过预标定检查，可以及时发现引伸计系统可能存在的故障或隐患，从而采取相应的措施进行修复。保证标定结果的准确性预标定检查能够确保引伸计系统在后续正式标定过程中能够正常、准确地工作，从而获得可靠的标定结果。验证引伸计系统的初始状态预标定检查旨在确认引伸计系统在未进行正式标定前的初始状态，确保其处于正常工作状态。6预标定检查096.1目的提高试验精度正确的引伸计系统标定有助于减小试验误差，提高金属材料单轴试验的测量精度。指导实践操作标定过程可以为试验人员提供明确的操作指南，帮助他们更好地理解和掌握引伸计系统的使用方法，从而提高试验效率。确定引伸计系统的准确性通过标定，可以验证引伸计系统在不同金属材料单轴试验中的准确性和可靠性，确保其测量结果的可信度。6.1目的106.2检查记录详细性检查记录应详细记录引伸计系统的各项检查数据，包括外观检查、性能测试等，确保数据的完整性和准确性。规范性检查记录应按照规定的格式进行填写，字迹清晰、数据准确，不得随意涂改或伪造。可追溯性检查记录应具有可追溯性，能够追溯到检查人员、检查时间等信息，以便后续对检查过程进行复查。6.2检查记录116.3引伸计系统单元的标识引伸计系统单元的标识应包括制造商名称、型号、出厂编号等关键信息，以确保产品的可追溯性。标识内容标识位置标识要求标识应位于引伸计系统单元的显眼且不易磨损的位置，便于用户在使用过程中随时查看。标识应清晰、易读，具有一定的耐磨损性，以确保在产品使用寿命内标识信息的完整性和准确性。0302016.3引伸计系统单元的标识127引伸计标距的测量使用量具（如卡尺、测微器等）直接测量引伸计两个夹头之间的距离，作为标距的参考值。直接测量法在试样上标记两个清晰的点，作为引伸计夹头的夹持位置，通过测量这两点间的距离来确定标距。间接测量法使用带有自动记录功能的引伸计，在装夹试样并施加初始力后，记录引伸计标距的初始值。自动记录法7引伸计标距的测量137.1固定标距引伸计固定标距引伸计是一种测量试样变形的装置，其标距在试验过程中保持不变。用于精确测量金属材料在单轴拉伸或压缩试验中的变形量，从而计算材料的力学性能参数。定义用途7.1固定标距引伸计147.2可变标距引伸计组成可变标距引伸计由主体、测量装置和附加装置组成，用于金属材料在拉伸、压缩等单轴试验中的应变测量。用途可变标距引伸计适用于不同标距的测量需求，能够准确反映试样在试验过程中的变形情况，为材料性能评估提供重要数据。7.2可变标距引伸计157.3非接触式引伸计7.3非接触式引伸计光学测量技术非接触式引伸计主要利用光学测量原理，通过捕捉被测物体表面的微小变形，实现高精度的应变测量。无需接触被测物体相较于接触式引伸计，非接触式引伸计无需直接与被测物体接触，从而消除了由接触引起的测量误差。实时数据处理非接触式引伸计能够实时采集和处理测量数据，提供及时的应变反馈信息。167.4使用量规确定引伸计标距选择适当的量规01根据引伸计的类型和测量范围，选择合适的量规，确保其精度和可靠性。准确测量标距02使用量规对引伸计进行标距测量时，需保证量规与引伸计轴线平行，并按照规定的测量方法进行操作，以获得准确的标距值。多次测量取平均值03为提高测量精度，建议进行多次测量，并计算其平均值作为最终的标距结果。同时，需注意测量过程中可能出现的异常情况，如量规磨损、引伸计变形等，以确保测量结果的准确性。7.4使用量规确定引伸计标距178标定过程根据引伸计类型、测量范围和精度要求，选择合适的标定设备和工具。选择适当标定设备在进行标定前，应对引伸计进行全面检查，确保其处于良好的工作状态。检查引伸计状态标定应在稳定的环境条件下进行，如温度、湿度等，以减小外界因素对标定结果的影响。确定标定环境8标定过程188.1环境因素在标定过程中，需考虑环境温度对引伸计系统的影响，确保标定时温度与金属材料试验温度相一致，以减小温度引起的误差。温度湿度对引伸计系统的性能稳定有一定影响，应保持在规定的湿度范围内进行标定，以确保标定结果的准确性。湿度标定过程中应避免外部振动与噪声的干扰，选择相对安静且无振动源的环境进行标定，以确保数据的稳定性和可靠性。振动与噪声8.1环境因素198.2引伸计的安装根据试样尺寸和试验要求，选定适当的引伸计型号和规格。确定引伸计在试样上的安装位置，标记出安装线或点。确保安装位置平整、无油污和杂质，以保证安装牢固和测量准确。8.2引伸计的安装208.3标定增量定义与说明标定增量是指引伸计在标定过程中，每次递增的变形量。它是衡量引伸计精度和灵敏度的重要指标。影响因素标定增量的确定受多种因素影响，包括引伸计的类型、测量范围、预期的测量精度以及标定条件等。选择与调整在实际操作中，需根据具体需求和情况选择合适的标定增量。过大的标定增量可能导致测量精度降低，而过小则可能增加标定难度和时间成本。8.3标定增量218.4标定过程选择合适的标定设备根据引伸计的类型和量程，选择相应的标定设备，如标准拉伸试验机、位移传感器等。检查设备状态确保标定设备处于良好的工作状态，具有有效的检定证书，并在有效期内。安装与调试按照设备说明书和操作规范，正确安装和调试标定设备，保证其能够准确地进行标定。8.4标定过程228.5引伸计系统特性的确定8.5引伸计系统特性的确定对标定过程中收集的数据进行处理，计算引伸计系统的灵敏度、线性度、重复性等关键指标。数据处理在进行引伸计系统标定前，需确保试验环境稳定，试验机处于良好工作状态，以及引伸计系统各部件的完整性和可靠性。准备工作按照GB/T12160-2019标准规定的步骤，进行引伸计系统的标定。包括初始化、预加载、逐级加载与卸载等过程，并记录相关数据。标定操作239引伸计系统的分级测量范围根据引伸计系统可测量的变形量范围进行分级。分辨率能够分辨的最小变形量或应变值，是衡量引伸计系统精度的重要指标。稳定性引伸计系统在长时间使用过程中保持测量精度稳定的能力。9引伸计系统的分级249.1输入数据原始数据如材料的弹性模量、屈服强度等，这些参数对标定结果具有重要影响，应根据相关标准或实测值进行输入。材料参数标定条件包括标定时的环境温度、湿度等，这些条件可能对标定结果产生影响，因此需进行记录和输入。包括引伸计系统的原始读数、试验机的载荷读数等，这些数据是标定的基础，必须确保其准确性和完整性。9.1输入数据259.2数据分析数据采集确保从试验机或相关测量设备中准确获取原始数据。数据筛选去除异常值，保留有效及代表性数据。数据分析运用统计学方法对数据进行处理，以评估引伸计系统性能。9.2数据分析269.3分级准则试验精度要求为确保金属材料单轴试验的准确性和可靠性，必须对引伸计系统进行精确标定，分级准则为标定提供了重要依据。技术发展与更新随着测试技术的不断进步，引伸计系统的性能和参数也在不断优化，分级准则有助于及时反映这些技术变化。金属材料多样性金属材料种类繁多，其力学性能和试验需求差异较大，因此需要建立分级准则来指导引伸计系统的选择与使用。9.3分级准则279.4结果评定准确性标定结果应符合国家标准规定，确保测量数据的准确性。稳定性在连续多次标定中，引伸计系统应表现出良好的稳定性，以减小测量误差。可靠性标定过程应严格遵循标准操作程序，确保结果的可信度。9.4结果评定2810不确定度的评定不确定度是表征被测量值分散性的参数，即测量结果的变动性。定义不确定度可分为A类不确定度和B类不确定度。A类不确定度是由随机误差引起的不确定度，可通过多次测量进行评定；B类不确定度是由系统误差引起的不确定度，需通过其他方法进行评定。分类10不确定度的评定2910.1不确定度的来源环境条件变化温度、湿度等环境条件的变化会对引伸计系统的性能产生影响，从而引入不确定度。被测材料特性金属材料的弹性模量、屈服强度等特性会影响引伸计系统的测量结果，因此这些材料特性也是不确定度的来源之一。数据处理与计算误差在对测量数据进行处理与计算的过程中，由于舍入误差、计算方法的近似性等因素，也可能会引入额外的不确定度。测量设备误差引伸计系统本身存在的误差，包括传感器精度、测量电路的稳定性等，会对测量结果产生不确定性。操作过程的不一致性标定过程中，操作人员的熟练程度、操作方法的不一致等因素也可能导致测量结果的不确定性。标定方法的局限性标定方法本身可能存在局限性，如标定范围的限制、标定过程中可能存在的偏差等，这些因素也会导致不确定度的产生。01020304050610.1不确定度的来源3010.2不确定度的预估测量设备的精度限制引伸计系统本身存在一定的精度误差，这会对标定结果产生直接影响。环境因素的影响温度、湿度等环境条件的变化可能导致测量结果的不稳定。操作人员的熟练程度操作人员对标定流程的熟悉程度和手法稳定性也会对结果产生影响。10.2不确定度的预估3111引伸计系统标定间隔标定周期确定根据引伸计系统使用频率、环境条件和稳定性等因素，合理确定标定周期。影响因素分析环境温度、湿度、机械振动等对标定间隔的影响需进行综合考虑。监控与记录在标定间隔期间，应对引伸计系统进行定期监控，并记录相关数据以备查。11引伸计系统标定间隔0302013212标定证书包括引伸计系统的名称、型号、生产厂家、出厂编号等。基本信息标定结果标定结论详细列出在标定过程中所得的各项数据，如标定位移、力值、标定点数等，以及据此得出的标定曲线或表格。根据标定结果，给出引伸计系统是否合格的结论，以及建议的使用范围或限制条件。12标定证书3312.1必备信息标定设备与条件选用符合标准要求的标定设备，如标准位移测量仪、千分表等，并确保标定环境条件满足规定要求，如温度、湿度等。标定程序与方法明确标定的具体步骤和方法，包括引伸计的安装与调试、标定数据的采集与处理等，以确保标定结果的准确性和可靠性。引伸计类型与规格根据试验需求选择合适的引伸计类型，如接触式或非接触式，并确定其规格参数，如测量范围、分辨率等。12.1必备信息3412.2数据报告完整记录试验数据数据处理与分析图表辅助说明12.2数据报告数据报告应包含试验过程中收集到的全部相关数据，确保数据的完整性和可追溯性。报告应对原始数据进行处理和分析，提供平均值、标准差等统计指标，以便更好地了解试验结果的稳定性和可靠性。使用图表直观地展示试验数据，如曲线图、柱状图等，帮助读者更清晰地理解数据变化和趋势。35附录A(资料性附录)测量不确定度附录A(资料性附录)测量不确定度测量不确定度是指对测量结果误差的可能变动范围的一种定量描述，反映了测量结果的可靠性。反映测量水平测量不确定度与测量结果的准确度、精密度以及测量系统的稳定性等因素密切相关，是评价测量水平的重要指标。符合国际标准测量不确定度的评定与表示方法应符合国际上的通用规范和标准，以确保测量结果的可比性和可信度。测量结果的变动性36附录B(资料性附录)标定器的标定标定器应包括稳定的基座、可调的测量装置以及用于固定试样的夹具。构造标定器的测量精度应满足相关标准规定，以确保标定结果的准确性。精度要求标定器应具有良好的稳定性和重复性，以确保在不同时间、不同条件下标定结果的一致性。可靠性附录B(资料性附录)标定器的标定37附录C(资料性附录)标定器标定报告的示例标定器信息包括标定器的名称、型号、编号等基本信息，确保标定器的可追溯性。标定人员列明参与标定的主要人员及其职责，明确责任分工。标定时间与地点记录标定的具体时间和地点，以便后续查询和比对。附录C(资料性附录)标定器标定报告的示例38附录D(资料性附录)引伸计系统类型的示例01电阻应变片式引伸计利用金属电阻丝的应变效应，通过测量电阻值的变化来推算被测材料的变形量。工作原理02适用于各种金属材料的拉伸、压缩、弯曲等试验，测量精度较高。应用范围03安装时需确保电阻应变片与试样紧密贴合，以避免测量误差。注意事项附录D(资料性附录)引伸计系统类型的示例39附录E(资料性附录)激光引伸计激光引伸计采用激光测距技术，通过测量激光束在试样表面反射或透射的时间差，精确计算出试样的变形量。激光测距技术激光引伸计具有高精度的测量能力，能够实时监测试样的微小变形，为金属材料力学性能测试提供可靠数据。高精度测量激光引伸计无需与试样直接接触，避免了传统接触式引伸计可能带来的测量误差和试样损伤。非接触式测量010203附录E(资料性附录)激光引伸计40附录F(资料性附录)视频引伸计视觉