扭矩扳手测量结果的不确定度评定

郑冬梅（崇左市计量测试研究所，广西　崇左　532200）



扭矩扳手测量结果的不确定度评定

郑冬梅
（崇左市计量测试研究所，广西崇左532200）

摘要：扭矩扳手在工程领域有着广泛的应用，对扭矩扳手不确定度进行分析，找出影响不确定度的各种因素，并对不确定度进行评估，评定结果可作为相关使用人员及计量校准人员的参考。

关键词：扭矩板手；检定；不确定度

扭矩扳手是安装工程及汽车机械领域常用安装、测试工具。

1 概述

1.1 测量方法：依据JJG707-2003《扭矩板子检定规程》。

1.2 环境条件：室温（20±10）℃，相对湿度≤85%无影响正常工作的振动冲击，无强电磁干扰，标准器供电正常。

1.3 测量标准：扭矩扳手检定仪（包括5N·m；50N·m；100N·m；200。

N·m，500N·m扭矩传感器及测量仪和加载装置，准确度等级1.0级）。

1.4 被测对象：扭矩扳手型号ZNB100A，量程100N·m，校准范围20N·m～100N·m，生产厂东方仪器厂，准确度等级3级，校准点20N·m、60N·m、100N·m。

1.5 测量过程

开机稳定，选定顺时针加载方向，将扭矩扳手扳接头同轴连接到标准器的承扭孔内，预扭后调整扭矩标准器即被测扳手的零位，在扳手的把手部位平稳加力，加力方向应垂直于扳手的把手机扭矩的矢量方向，加力至选定的扭矩值，重复5次。

2 数学模型

式中：

e—扭矩扳手的示值误差N·m；

MM—扭矩扳手的示值 N·m；

M—扭矩标准器对被测扳手测量值的平均值N·m。

3 不确定度来源

（1）标准器扭矩扳手检定仪示值误差；

（2）扭矩扳手刻线及估读误差；

（3）扭矩扳手和校准装置连接方式施扭位置带来的测量误差；

（4）扭矩扳手测量示值的测量重复性。

4 不确定度评定

4.1 由扭矩扳手检定仪的最大允许误差为±1%，假设其为均匀分布，按此假设计算其不确定度，所以

对应测量点u（MM120 N·m）＝0.12N·m；u（MM160N·m）＝0.35N·m；u（MM1100N·m）＝0.58N·m

表1

4.2 由扭矩扳手刻线读数误差估算的不确定度分量

依据检定规程JJG707-2003《扭矩扳手》，3级指针式扳手分度值不得小于65，实际分度值100，取其20%满量程点点，读数误差估计为±0.1分度，均匀分布，得

对应测量点u（MM220 N·m）＝0.06N·m；u（MM260N·m）＝0.17N·m；u（MM2100N·m）＝0.29N·m。

4.3 扭矩扳手和校准装置连接方式；施扭位置（施力点，施力方向）带来的测量误差的不确定度分量

一般文献对不确定度评定，此项误差没有评估。测量中发现扭矩扳手和校准装置连接方式；施扭位置（施力点，施力方向）的变化，会给测量带来误差，误差约为0.2%，均匀分布，不确定度为：

对应测量点u（MM320 N·m）＝0.02N·m；u（MM360N·m）＝0.07N·m；u（MM3100N·m）＝0.11N·m。

4.4 扭矩扳手测量示值的测量重复性

M的标准不确定度u（M），此为A类不确定度评定。

重复10次，得单次测量结果的标准差S（m1）。

对应测量点u（M20N·m）＝0.07N·m； u（M 60N·m）＝0.09N·m；u（M 100 N·m）＝0.20N·m。

5 标准不确定度一览表（表1）6 合成标准不确定度

20 N·m测量点合成标准不确定度：

60 N·m测量点合成标准不确定度：

100N·m测量点合成标准不确定度：

7 扩展不确定度

（取k＝2）

20N·m测量点扩展不确定度

（取k＝2）

60N·m测量点扩展不确定度

（取k＝2）

100N·m测量点扩展不确定度

（取k＝2）

参考文献

[1] JJG707-2014，扭矩板手检定规程[S].

[2] GB/T15729-2008，扭力扳手通用技术条件[S].

中图分类号：TH823

文献标识码：A