电子试验机的误差来源分析

戴红枫

摘 要：电子式试验机是力学试验经常使用的设备，是传统试验机与电子技术相结合的产物， 可对各种材料进行拉伸、压缩、弯曲等多项性能试验。本文分析影响试验机准确度的因素。

关键词：电子式试验机 误差 解决技术

电子式试验机是力学试验经常使用的设备，是传统试验机与电子技术相结合的产物，是充分发挥了机电各自特长而构成的大型精密测试仪器， 可对各种材料进行拉伸、压缩、弯曲等多项性能试验，且有测量范围宽、精度高、响应快等特点，工作可靠，效率高，可对试验数据进行实时显示记录、打印。作为近几年出来的计量器具，计量部门在电子试验机的检定工作中，应注意以下几个影响试验机准确度的因素。

1、主机部分误差

在电子试验机的主机部分由于安装不水平时，将会使工作活塞和工作油缸壁产生摩擦力，从而产生误差。一般表现为正差，并且随着载荷的增加，产生的误差逐渐较小。需要在安装时 首先检查试验机安装是否水平，对主机用框式水平尺在工作油缸（或立柱）外圈相互垂直的两个方向找平。

2、负荷传感器的影响

电子试验机的主要测量部件是力学传感器，其技术指标对试验机的准确度指标影响很大。目前使用的多数是应变式负荷传感器，影响负荷传感器性能的指标包括： 准确度、重复性、直线度、滞后、长期稳定性）、蠕变/蠕变恢复、输出温度影响等。但试验机制造厂家往往只关注综合误差指标，而容易忽视其他几个技术指标，造成试验机的长期稳定性不理想。在实际检定工作中，检定人员会发现，一些电子试验机在标定后数据值非常好，但过一段时间就会出现较大的误差，这往往就是由于传感器不稳定造成的。对于这种情况需要更换性能较好的负荷传感器。

3、标准测力仪偏载的影响

许多電子试验机的下压板有自动调心机构，而由于标准测力仪上压头一般也都有自动调心机构，在检定压向力时，如果下压板没有放置水平，就有可能使标准测力仪产生平行倾斜，试验机的压力不能垂直地加到标准测力仪上，对于精度较高的被检试验机就会对结果有较大的影响。因此，在检定高等级级试验机时，是不应该同时使用两个自动调心机构的。

4、检定方向的影响

电子试验机的力值检定分拉向和压向两部分，部分检定人员认为试验机的拉、压向示值误差数据是相同的，而且由于检定拉向示值需要连接反向器，或者使用拉向传感器，特别在检定力值较大的试验机时，连接装置比较复杂，从而会忽略拉向力值的检定。实际上，传感器的在不同方向受力时的信号输出值是不一样的，因此，对于电子试验机必须分别检定拉向和压向的力值误差。

5、检定人员的影响

由于不同的测量人员的分辨力、不良习惯、理论水平不同，在试验设备已确定的情况下，检定结果的优劣就完全取决于试验人员的综合素质。如果专业知识与理论水平较为欠缺，不经过较好的培训则很难适应检定的需求。

6、环境影响误差

由于传感器和仪表对温度、湿度、振动、电源电压、电磁场比较敏感，实验室的温度湿度一定要控制在一定的范围内，过高的试验温度，容易倒是试验设备的电机、传感器等发生故障的频率增加，而室内湿度如果过高的话，又会导致设备生锈。所在的实验室不能存在震动的现象，震动的产生会对试验数据产生影响，并且长时间处于这种情况下，会导致传感器，编码器等的灵敏度。电源电压要稳定，不能来回的波动太大，电压波动太大，电器来回开关，就会导致电器产生故障。

7、故障检测和排除

对于电子汽车衡来讲，故障处理应遵循这样的步骤；观察（故障观察）——分析（故障原因）——检测（为故障判断提供依据或对判断结果加以验证）——修复（修理或更换）——检定（系统调试后对其计量性能进行测试）。可根据实际情况选用下列方法判断：直观法、替代法、比较法、代码诊断法。

就称重传感器自身的特点通过下列方法检测、判断和验证：1）阻抗判别法：逐个将传感器的两根输出线、输入线拆掉，用万用表测试输出、输入阻抗和信号电缆各芯线与屏蔽层间的绝缘电阻。如果测试结果达不到合格证上的数值，即可判断为故障传感器；2）信号输出判断：如果阻抗法无法判断传感器的好坏，可用此法做进一步检查。先给仪表通电，将传感器的输出线拆掉。在空秤下用万用表测量其Mv输出值。假设额定激励电压为U（v），传感器的灵敏度为M（Mv/V），传感器的额定载荷F（kg），那么每个传感器的输出为U×M×K÷F（Mv）。如果那一只的输出值超出该计算值过大（理想情况下不存在偏载时应该相等）或不稳定，即可判断传感器有故障。

综上所述，电子试验机在实际检定过程中产生误差的主要是主机部分、负荷传感器、标准测力仪偏载、检定方向、检定人员和环境影响而造成的，因此在工作中我们尽量要避免上述现象的产生。