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標準測力儀的檢定依據JJG144-2007《標準測力儀檢定規程》進行,該規程是我國力值計量專業最重要、應用最廣泛的檢定規程之一,適用于百分表式和應變式等測力儀的首次檢定、后續檢定和使用中檢驗。測力儀的校準也可參照規程進行。在實際工作中,存在不同的計量機構和部門理解及執行標準不統一的情況。
一、不同示值單位的標準測力儀
測力儀分為兩類:使用力值單位(如kN等)的測力儀(以下簡稱“A類測力儀”)和使用非力值單位(如mV/V、mm等)的測力儀(以下簡稱“B類測力儀”)。A類測力儀須考核示值誤差指標,不需考核長期穩定度指標;B類測力儀須考核長期穩定度指標,不需考核示值誤差指標。
為了避免合格性判定上的混亂,JJG144-2007將示值誤差指標和長期穩定度指標這兩個測力儀核心計量性能指標獨立使用,以0.3級測力儀為例:合格的A類測力儀的示值誤差不能超過±0.3%;合格的B類測力儀長期穩定度不能超過±0.3%。
在實際檢定中,測力儀配套指示儀表(如2000系列標準負荷測量儀)往往既能顯示力值單位,又能顯示非力值單位(以下簡稱“AB類測力儀”)。當兩種判據同時使用時,將會產生合格性判定上的矛盾:AB類測力儀示值誤差合格,長期穩定度不一定合格(例如示值誤差從+0.3%變化到-0.3%,示值誤差合格,但長期穩定度超差),反之亦然。因此,AB類測力儀應根據實際使用情況嚴格歸類,當實際工作中使用的是力值單位時,按A類測力儀檢定;當實際工作中使用的是非力值單位時,按B類測力儀檢定,禁止隨意切換。
某種意義上說,檢定合格的B類測力儀比A類測力儀更加可靠,原因在于B類測力儀檢定后使用的是最新的示值,該示值是測力儀的最佳估計值,且經過了上一個檢定周期的穩定度考核;而A類測力儀存在力值示值誤差,其示值在下一個檢定周期內可能存在超差風險。例如某0.3級A類測力儀檢定結果合格,其中最大示值誤差為+0.28%。該測力儀在實際使用中隨著時間的推移,大概率會示值超差且后續檢定不合格,這給使用方和檢定部門都帶來了風險隱患。為了避免上述情況,建議A類測力儀檢定合格后,必要時重新定度,將測力儀示值保持在最佳狀態。定度前的示值開具檢定證書,定度后的示值開具校準證書。
二、首次送檢的測力儀
JJG144-2007對測力儀首次檢定項目規定:A類測力儀首次檢定項目包括:外觀、回零差、重復性、示值誤差、方位誤差(0.1級以下)、進回程差(可選)、內插誤差(可選);B類測力儀首次檢定項目包括:外觀、回零差、重復性、方位誤差(0.1級以下)、進回程差(可選)、內插誤差(可選)。
部分計量機構對于首次送檢的測力儀開具了檢定合格證書,其中包括以下三種情況的測力儀:
(1)示值誤差合格的A類測力儀;
(2)示值誤差不合格,重新定度后合格的A類測力儀;
(3)未考核長期穩定度的B類測力儀。
JJG144-2007對檢定周期規定:測力儀的檢定周期一般不超過一年。測力儀長期穩定度或示值誤差的連續考核時間滿一年或一年以上的,檢定周期為一年;長期穩定度或示值誤差的連續考核時間滿半年而不足一年時,檢定周期為半年;新測力儀的檢定周期不超過兩次檢定的時間間隔。由此可見,JJG144-2007對測力儀檢定的核心要求是需要對長期穩定度或示值誤差進行連續考核,即至少兩次,并且根據考核時間間隔給出相應的檢定周期。首次送檢的測力儀沒有經過上述連續考核,無法給出檢定周期,缺少開具檢定合格證書的依據。此外,將首次送檢的A類測力儀重新定度,使示值誤差滿足規程要求的處理方法,本質上不是對示值誤差的考核,而是對重復性的考核,偏離了規程設置示值誤差指標的目的和意義。
綜上所述,計量部門需要明確首次校準和首次檢定的概念,確保經過連續考核并合格的測力儀才能夠開具檢定合格證書。首次送檢的測力儀可開具校準證書。
三、標準測力儀的檢定周期
測力儀的檢定周期是依據測力儀長期穩定度或示值誤差的連續考核時間給出的。對新制造的、經過調修的和使用不當等性能不確定的測力儀,應適當縮短檢定周期,一般為半年。某新制造的測力儀溫度系數較大,滿量程輸出的長期穩定度歸一化曲線如下圖所示。由下圖可知:該測力儀在每年相同月份環境溫度相近時,得到的長期穩定度優于0.01%,一年中實際示值變化量超過0.08%,半年檢定周期有助于發現該問題。半年檢定周期的測力儀后續延長至一年檢定周期,可參考下列步驟:
1.A類測力儀使用力值單位,連續考核期間測力儀示值不能調修,否則考核連續性將被中斷。某A類測力儀首次送檢開具校準證書;半年后檢定合格開具檢定合格證書,檢定周期半年,未重新定度;半年后再次檢定合格,檢定周期一年。
2.B類測力儀使用非力值單位,不存在調修問題。某B類測力儀首次送檢開具校準證書;半年后檢定合格開具檢定合格證書,檢定周期半年;半年后再次檢定,示值與首次校準示值進行比較,長期穩定度合格則檢定周期一年。