JJF(有色金属)-高温弹性模量测试仪校准规范

JB/T4278.1—××××JB/T4278.1—××××高温弹性模量测试仪校准规范1范围本规范适用于金属材料高温弹性模量测试仪的校准。2引用文件本规范引用了下列文件JJG233《压电加速度计》JJG834《动态信号分析仪》JJF1219《激光测振仪》JJF1376《箱式电阻炉校准规范》GB/T22315《金属材料弹性模量和泊松比试验方法》凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。3术语和计量单位JJF1001-2011中界定的及以下术语和定义适用于本规范。3.1动态弹性模量Dynamicmodulusofelasticity利用动力法原理，根据弹性波在物体中传播速度测得的弹性模量。注:动态弹性模量可分为横向动弹性模量和纵向动弹性模量。4概述高温弹性模量测试仪是利用共振法原理测定试件动弹性模量的仪器，可用于检验试件在经受快速冻融或其他侵蚀作用后内部遭受破坏或损伤的程度。高温弹性模量测试仪广泛应用于有色金属等领域，用于测量有色金属等材料的动弹性模量。高温弹性模量测试仪要由主机、激振换能器、接收换能器、频率计、示波器、变温装置等组成。弹性模量测试仪的主机驱动激励装置敲击试块，使试块产生机械振动，接收换能器把接收到的振动信号转化为电信号传给主机，经过放大等信号处理，判断出被测试件的共振频率，自动计算得到动弹性模量。图1高温弹性模量测试仪结构图5计量特性高温弹性模量测试仪技术要求详见表1表1高温弹性模量测试仪校准技术要求项目技术要求频率示值误差±0.1%频率示值重复性±0.5%频率示值稳定性±0.5%炉温示值误差±5.0℃炉温稳定性±3.0℃炉温均匀性±5.0℃6校准条件及计量器具控制6.1环境条件高温弹性模量测试仪应在（20±10）℃室温，相对湿度不大于80%的条件下校准，校准过程中温度波动不大于3℃。6.2测量标准及其他辅助设备校准所需的测量标准及配套设备可以从表1参考选取。表1测量标准及配套设备设备名称测量范围技术要求备注动态信号分析仪（1～20000）HzMPE：±0.01%/压点加速度计（1～20000）HzMPE：±2%也可选用其他准确度更高的设备及传感器温度数据采集仪（100～1500）℃MPE：±1.0℃溯源温度点间隔不得大于100℃廉金属热电偶（100～1200）℃MPE：±1.5℃或±0.4%t/贵金属热电偶（300～1500）℃MPE：±1.5℃或±0.25%t/金属试块//根据设备实际使用情况选择固有频率相近的金属试块，一般推荐钢试块、铝试块、陶瓷试块7校准项目和校准方法7.1校准项目序号校准项目说明1频率部分频率示值误差，频率示值重复性，频率示值稳定性2高温装置部分炉温示值误差，炉温稳定性，炉温均匀性7.2校准方法7.2.1外观检查被校准的高温弹性模量仪，应配有使用说明书及全部必备附件。其外形结构应完好，开关、按键、旋钮等，操作灵活可靠，标志清晰明确，外露件不应有松动和机械损伤。其铭牌或外壳上应标明其名称、生产厂家、型号、编号和出厂日期。供电电源的标志及电压指示明确。7.2.2安装位置高温弹性模量测试仪在进行校准时，将激振换能器和接收换能器连接好，在激振换能器和接收换能器的测头接触试块前宜在测量部位与试块接触面涂一薄层黄油或凡士林作为耦合介质，测头部位压力的大小以不出现噪音为宜。将压电加速度计与接收换能器同侧安装(如图2所示)。图2 频率示值误差校准示意图压电加速度计2-激振换能器3-接受换能器7.2.3频率示值误差按图2所示将压电加速度计安装在金属试块上，将高温弹性模量测试仪测量模式设定为自动模式，测量平均次数为1000，并选择适当的分析带宽和频谱线数。启动弹性模量测试仪对样块进行自动测量，分别记录由动态信号分析仪测出的共振频率和弹性模量测试仪测出的共振频率。由公式(1)计算频率示值误差。（1）式中：δG—频率示值误差，Hz—弹性模量测试仪测得的共振频率，Hz—动态信号分析仪测得的共振频率，Hz7.2.4频率示值重复性选择稳定性较好的试样，按图2所示将压电加速度计安装在金属试块上。将弹性模量测试仪设定自动运行，测量试样共振频率。重复测量3次由公式(2)计算频率测量重复性。（2）式中：r—重复性；—3次测量中共振频率的最大值，Hz；—3次测量中共振频率的最小值，Hz；—3次测量中共振频率的平均值，Hz；7.2.5频率示值稳定性选择稳定性较好的试样，按图2所示将压电加速度计安装在金属试块上。将弹性模量测试仪设定自动运行，测量试样共振频率。在不少于1小时，间隔10min以上，重复测量6次计算6次测量值的相对标准偏差（RSD）为稳定性。由公式(3)计算频率测量示值稳定性。（3）式中：RSD—相对标准偏差；—共振频率测量值Hz；—6次共振频率测量值的平均值Hz；n—共振测量次数；7.2.6高温装置部分校准炉温示值误差，炉温示值误差，炉温示值误差校准方法按照JJF1376-2012标明相关条款进行校准。8校准结果表达经校准的高温弹性模量测试仪出具校准证书，校准证书至少应包括以下信息：a）标题：“校准证书”；b）实验室的名称和地址；c）实施校准活动的地点，包括客户设施、实验室固定设施以外的地点；d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e）客户的名称和联络信息；f）被校对象的描述和明确标识；g）进行校准活动的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期和证书发布日期；h）对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；i）本次校准所用的测量标准和溯源性及有效性说明；j）校准环境的描述；k）校准结果及其测量不确定度的说明（给出整个测量范围校准结果测量不确定度的最大值）；l）校准证书签发人的签名、职务或等效标识，以及签发日期；m）校准人和核验人签名；n）校准结果仅对被校对象有效的声明；o）未经校准实验室书面批准，不得部分复制校准证书的声明。校准原始记录参考格式见附录A，校准证书参考格式见附录B。8复校时间间隔复校时间间隔的长短取决于其使用情况，使用单位可根据实际使用情况自主决定复校的时间，建议复校时间间隔为1年。附录A校准记录参考格式被校设备信息证书编号：送校单位：客户地址：设备名称型号出厂编号制造厂家环境条件校准依据接收日期校准日期发布日期校准地点测量标准信息名称测量范围准确度等级/不确定度证书编号有效期一、频率示值误差次数标准值123平均值频率误差二、频率示值重复性次数试块123平均值频率重复性试块1三、频率示值稳定性时间测量值（Hz）频率稳定性10min20min30min40min50min60min四、温度示值校准高温装置部分校准（℃）设定温度次数123451234567891011121314151617181920平均值/炉温上偏差△t+炉温下偏差△t-炉温稳定度△δ+炉温稳定度△δ-炉温波动度△θ+炉温波动度△θ-校准结果不确定度

附录B校准记录参考格式校准结果频率示值误差：频率示值重复性：频率示值稳定性：高温装置部分校准：设定温度温度偏差/℃△t+△t-温度稳定度/℃△δ+△δ-温度波动度/℃△θ+△θ-校准结果不确定度：

附录C高温弹性模量测试仪频率示值误差测量结果不确定度评定示例C.1概述C.1.1评定依据本次评定是对高温弹性模量测试仪频率示值误差测量结果的不确定度评定，本评定方法遵循JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》，评定所需的条件如下：C.1.2测量标准压电加速度计：测量范围（1000~20000）Hz，MPE：±2%。C.1.3被测对象高温弹性模量测试仪：型号：RFDA-HT1050，编号：2019-05，测量范围（1000~20000）Hz，厂家：IMCE。C.1.4测量方法测量方法依据JJF(有色金属)XXX-XXXX《高温弹性模量测试仪校准规范》，用比较法进行测量。将压电加速度计按照图2所示安装在金属试块上，将高温弹性模量测试仪测量模式设定为自动模式，测量平均次数为1000，并选择适当的分析带宽和频谱线数。启动弹性模量测试仪对样块进行自动测量，分别记录由动态信号分析仪测出的共振频率和弹性模量测试仪测出的共振频率,以确定被校的示值误差。评定结果的使用：在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本评定结果，其他条件可应用本不确定度的评定方法。C.2测量模型根据测量过程,高温弹性模量测试仪共振频率示值误差由公式（C.1）计算得到。=（C.1）式中：－被校高温弹性模量测试仪共振频率示值误差；－被校高温弹性模量测试仪共振频率示值，Hz；－动态信号分析仪共振频率标准值Hz。；灵敏系数为：（C.2）=＋C.3测量不确定度的来源极端温度数字温度计示值误差测量结果的不确定度来源主要是：1）被校高温弹性模量测试仪的测量重复性引入的不确定度分量u1；2）被校高温弹性模量测试仪的分辨力引入的不确定分量u2；3）动态信号分析仪频率示值误差引入的不确定度分量u3。4）压电加速度计频率最大允许误差引入的不确定度分量u4。C.4测量不确定度评定C.4.1被校高温弹性模量测试仪的测量重复性引入的不确定度分量u1选择被测对象高温弹性模量测试仪，连续测量10次，得到测量数据见表C.1。表C.110次频率测量列测量次数12345678910测量值（Hz）2174217421742175217521742174217421752173由表C.1计算得出：标准偏差：=0.63Hz；平均值：=2174.2Hz。C.4.2被校高温弹性模量测试仪的分辨力引入的不确定分量已知高温弹性模量测试仪分辨力为1Hz，假设为均匀分布，则C.4.3动态信号分析仪频率示值误差引入的不确定度分量动态信号分析仪频率示值最大允许误差为0.1%，按均匀分布，则C.4.4压电加速度计频率最大允许误差引入的不确定度分量压电加速度计频率MPE:±2%,取半宽区间2%，按均匀分布，则C.5合成标准不确定度计算以上两个分量和相互独立，相关系数为0，所以：=（C.3）表C.2测量不确定度来源汇总表符号不确定度来源标准不确定度(℃)灵敏系数高温弹性模量测试仪示值测量重复性0.03%1高温弹性模量测试仪分辨力0.03%1动态信号分析仪频率示值误差0.058%-1压电加速度计频率最大允许误差1.2%-1合成1.2%-C.6扩展不确定度计算取包含因子，扩展不确定度的表达式为：附录C高温弹性模量测试仪频率示值误差测量不确定度评定实例示例高温弹性模量测试仪频率测量误差频率示值误差的校准是用动态信号分析仪测出的共振频率和高温弹性模量测试仪测出的共振频率进行比较，通过计算确定其共振频率。C.1数学测量模型高温弹性模量测试仪共振频率测量误差频率示值误差由公式（C.1B1））计算得到=（BC.1）式中：－被校高温弹性模量测试仪共振频率测量误差频率示值误差；－被校高温弹性模量测试仪共振频率示值，Hz；－动态信号分析仪共振频率标准值Hz。C.2方差和灵敏系数=＋C.3A类标准不确定度评定在正常工作条件下，对同一试块的共振频率重复测量10次。测得的共频率分别为2174Hz、2174Hz、2174Hz、2175Hz、2175Hz、2174Hz、2174Hz、2174Hz、2175Hz、2173Hz，其单次实验标准差