纸和纸板抗张试验机校准规范.doc

1、JJF(轻工)XXXX-XXXX（轻工）中 华 人 民 共 和 国 工 业 和 信 息 化 部轻 工 计 量 技 术 规 范JJF（轻工）XXXX-XXXX201X-XX-XX 发布 201X-XX-XX 实施纸和纸板抗张试验机校准规范Calibration Specification for Tensile StrengthTesting Machines for Paper and Board(报批稿）JJF(轻工)XXXX-XXXXJJF(轻工)XXXX-XXXX替代 JJG(轻工)58.1-2000中 华 人 民 共 和 国 工 业 和 信 息 化 部 发 布归口单位： 中国轻工业联合

2、会主要起草单位：中建材轻工业自动化研究所有限公司中国制浆造纸研究院有限公司参与单位： 杭州品享科技有限公司纸 和 纸 板 抗 张 试 验 机 校 准 规 范Calibration Specification for Tensile Strength Testers Machines for Paper and BoardJJF(轻工)XXXX-XXXX本规范技术条文委托起草单位负责解释本规范起草人：潘 勇（ 中建材轻工业自动化研究所有限公司）史 记（中国制浆造纸研究院有限公司）何幼根（中建材轻工业自动化研究所有限公司）张 翼（中建材轻工业自动化研究所有限公司）参与起草人：苏红波（杭州品享科技有

3、限公司）JJF(轻工)XXXX-XXXXI目 录引言 .（）1 范围 .（1）2 概述 .（1）3 计量特性 .（1）3.1 力值指示误差 （1）3.2 零点漂移 （1）3.3 动夹头定位误差和复位误差 （1）3.4 伸长量示值误差 （1）3.5 试验机速度误差 （2）3.6 抗张能量吸收值测量误差 （2）4 校准条件 .（2）4.1 环境条件 （2）4.2 校准用设备 （2）5 校准项目和校准方法 .（2）5.1 校准项目 （2）5.2 校准方法 （3）6 校准结果表达 .（6）7 复校时间间隔 .（7）附录 A 纸和纸板抗张试验机校准记录格式（参考件） .（8）附录 B 纸和纸板抗张试验机

4、校准证书内页（参考件） .（10）附录 C 纸和纸张抗张试验机测量值的不确定评定方法（参考件） .（11）JJF(轻工)XXXX-XXXXII引 言本规范是对JJG(轻工) 58.1-2000摆锤式纸张抗张试验机 的修订。本规范根据JJF 1071国家计量校准规范编写规则、JJF 1001通用计量术语及定义和JJF 1059测量不确定度评定与表示共同构成支撑校准规范修订工作的基础性系列规范。与JJG(轻工) 58.1-2000相比，除编辑性修改外，本规范主要技术变化如下：删除了摆锤式抗张试验机的相关内容；取消了仪器分级；取消标定值漂移指标；增加了抗张能量吸收值指标。本规范的附录A“ 纸和纸板抗

5、张试验机校准记录格式（参考件）” 、附录B“ 纸和纸板抗张试验机校准证书内页（参考件）”、附录C“ 纸和纸板抗张试验机测量值的不确定评定方法（参考件）” 均为资料性附录。 JJG(轻工)58-1990、JJG(轻工)58.1-2000 JJF(轻工) XXXX-XXXX1纸和纸板抗张试验机校准规范1 范围本规范适用于测量范围（0500）N 的各种立式结构型式的纸和纸板抗张试验机的校准。2 概述纸和纸板抗张试验机（以下简称“试验机”）是纸和纸板抗张强度试验的专用仪器,用于检测纸和纸板抗张力、抗张强度、能量吸收值和伸长率等性能指标。试验机结构示意图见图 1。1-传感器；2-动夹头；3-下夹头；4-

6、控制面板图1 抗张试验机结构示意图3 计量特性3.1 力值指示误差试验机力值指示误差要求见表1。表1 试验机力值指示误差最大允许值示值误差q示值重复性误差b回零误差f01.0 % 1.0 % 0.10 %3.2 零点漂移零点漂移要求：0.2%3.3 动夹头定位误差和复位误差2143JJF(轻工) XXXX-XXXX2动夹头定位误差:0.5mm，动夹头复位误差:0.1mm。3.4 伸长量示值误差伸长量示值误差:0.1mm。 3.5 试验机速度误差试验机速度误差:5%。3.6 抗张能量吸收值测量误差抗张能量吸收值测量误差:1%。4 校准条件4.1 校准环境条件应符合下列要求：环境温度：1030；环

7、境湿度：相对湿度80%；工作电源电压的波动范围应不超出额定电压的l0%；工作台稳固、台面平整；环境清洁、无震动和腐蚀性气体。4.2 校准用设备：示值相对误差不超过士 0.1%的专用重力砝码；标准测力仪，0.1 级；百分表，测量范围(010)mm，分度值 0.01mm；游标高度尺，测量范围(0200)mm，分度值 0.02mm；游标卡尺，测量范围(0200)mm，分度值0.02mm；秒表，分度值 0.01s；锥形重锤；通用量具和工具。5 校准项目和校准方法5.1 校准项目校准项目一览表见表3。表2 校准项目一览表序号 校准项目 首次校准 后续校准 使用中检查1 示值误差 2 示值重复性误差 3

8、回零误差 4 零点漂移 续表2JJF(轻工) XXXX-XXXX310minaxFbi序号 校准项目 首次校准 后续校准 使用中检查5动夹头定位误差和复位误差 6 伸长量示值误差 7 试验机速度误差 8抗张能量吸收值测量误差 注：表中“+”表示需校准项目，“ -”表示不需要校准项目。5.2 校准方法5.2.1 校准前检查试验机应放在稳定牢固的平台上，调整试验机底脚使试验机保持水平状态。检查试验机上下夹头是否在同一铅锤面上。起动试验机，动夹头应能平稳、轻松移动，不应有振动、阻滞或卡住现象。将试验机力值显示值调零，用手轻轻推拉装在力值传感器上的夹头，检查是否会显示正负力值。5.2.2 力值指示误差

9、用专用重力砝码或标准测力仪实测。校准按以下顺序进行：从测量范围最大值的 20%开始至满负荷，选择不少于 5 个校准点，各点应均匀分布。各点按进程校准，每一进程校准完毕卸荷后读取零点残余示值。重新调零后再进行下一次校准，各点应校准三次，测量数据记入附录 A 中 A.2.1 表。以专用重力砝码（或标准测力仪）标称值为依据，示值误差、示值重复性误差和回零误差按式(1)、式(2) 和式(3)计算：(1)式中：q示值误差，%； F 专用重力砝码（或标准测力仪）标称值，N；同一检测点三次示值的算术平均值，N。i(2)式中：b示值重复性误差，%；10FqiJJF(轻工) XXXX-XXXX410NFif10

10、NdFe F专用重力砝码（或标准测力仪）标称值， N；Fimax 、 Fimin校准点三次示值中的最大值、最小值，N 。 (3)式中：f0 回零误差，%；卸荷后零点残余示值的三次算术平均值，N； FN 试验机测量范围上限值，N。5.2.3 零点漂移试验机开机并经15 min预热后，手动将试验机测量值显示调零。目测测量值显示值在30min内的最大漂移值，零点漂移按式(4)计算，测量数据记入附录A中A.2.2：(4)式中：e零点漂移， %；F0d 30 min内零点漂移最大值，N；FN 试验机测量范围上限值，N。5.2.4 动夹头定位误差为试验机设定一夹头间距，当动夹头移动定位后，用游标卡尺测量上

11、下两夹头之间的实际距离，每档距离校准两次，以两次实测值的算术平均值作为校准结果。动夹头定位误差按式(5)计算，测量数据记入附录A中A.2.3表。（5） Ll0式中：夹头间距定位误差，mm；lL0 各档夹头间距标称值，mm；上下夹头间距两次测量的算术平均值，mm。5.2.5 动夹头复位误差用百分表和相应磁力表架。校准时百分表及表架固定安放在试验机机身上，百分表测杆垂直作用在动夹头的端面，并预压1mm2mm。读取百分表初始预压值，然后开机使动夹头远离百分表至某一位置后自动返回至初始位置，再次读取百分表值，动夹头复位误差按式(6) 计算，测量数据记入附录A中 A.2.4表：（6） 式中：X 夹头复位

12、误差， mm；X 动夹头复位后百分表读数值，mm；0XXiJJF(轻工) XXXX-XXXX510i)(0KiX0 动夹头复位前百分表读数值，mm。5.2.6 伸长量示值误差该项目校准应在动夹头零载荷条件下进行。在试验机变形测量范围内大致均匀选择三个校准点，每点校准两次，取算数平均值为校准结果。检测前，用游标尺测量两夹头之间的距离K 0，开机使动夹头移动一定距离（相当于校准点值的距离），测量移动后的两夹头距离K i。伸长量示值误差按式(7)计算，测量数据记入附录A 中A.2.5 表：(7)式中：K 伸长量示值误差， mm；Ki动夹头移动后两夹头距离，mm；K0动夹头移动前两夹头距离，mmK显示

13、器上伸长量示值，mm。5.2.7 试验机速度误差在 试 验 机 速 度 调 节 范 围 内 ， 选 择 相 当 于 速 度 调 节 范 围 最 大 值 的20%、 50%、 80%三 种 速 度 做 校 准 点 。 根 据 选 定 的 校 准 点 值 ， 用 按 键 设 定 试 验 速 度 ，然 后 开 机 使 动 夹 头 移 动 ， 同 时 用 秒 表 测 量 移 动 时 间 ， 用 游 标 卡 尺 (或 游 标 高 度 尺 )跟 踪 测 量 移 动 距 离 。 每 个 校 准 点 测 量 三 次 ， 求 平 均 速 度 ， 试 验 机 速 度 按 式 (8)计 算 ，试 验 机 速 度 误

14、 差 按 式 (9)计 算 ， 测量数据记入附录 A中A.2.6 表：(8)式中：校 准 点每次测量的速度计算值， mmmin ；ivs 校 准 点每次跟踪测量的动夹头移动距离，mm；t 校 准 点每次测量记录的动夹头移动时间，min。（9）式中：校 准 点试验机速度误差，% 。v校 准 点三次测量速度计算值的算术平均值，mmmin；i校 准 点速度标称值，mmmin；5.2.8 抗张能量吸收值测量误差采 用 模 拟 作 功 试 验 法 进 行 校 准 。 校 准 时 先 任 选 一 种 量 值 相 当 于 试 验 机 量 程 20%的 力 值 砝 码 （ 最 好 为 整 数 值 ） ， 将

15、力 值 砝 码 悬 挂 在 与 传 感 器 相 连 的 动 夹 头 上 。 开 机 使动 夹 头 以 20 mm/min的 速 度 运 行 30s， 用 游 标 卡 尺 测 量 夹 头 间 的 距 离 ， 并 计 算 动 夹 头的 实 际 移 动 距 离 ， 此 距 离 即 为 力 值 砝 码 的 相 对 拉 伸 距 离 ， 力 值 砝 码 重 力 标 称 值 与 相 对tsiJJF(轻工) XXXX-XXXX6iilGE10LBEZx10xZ拉 伸 距 离 的 乘 积 即 为 拉 伸 试 样 过 程 的 重 力 模 拟 功 实 测 值 （ Ei） ， 以 式(10) 计 算 。 按 上述 方

16、 法 重 复 试 验 三 次 ， 取 三 次 平 均 值 。 测量数据记入附录A中A.2.7表，抗 张 能 量 吸 收值 的 实 测 值 （ ZX） 以 式 (11)计 算 。 以 实 测 值 为 依 据 ， 读 取 显 示 器 上 的 抗 张 能 量 吸 收 值的 示 值 （ Z） ， 按 式 (12)计 算 抗 张 能 量 吸 收 值 测 量 误 差 ( x ) ：(10)式中：Ei 重力所作的模拟功， mJ；Gi 力值砝码重力标称值，N ；li 力值砝码相对拉伸距离（即夹头的移动距离）实测值，mm。(11) 式中：Zx 抗张能量吸收值的实测值，Jm 2；模拟功三次实测计算值的算术平均值，

17、mJ；B 模拟试样宽度，15 mm；L 模拟试样受力部分的长度，180 mm。(12)式中：抗张能量吸收值误差，%；Z 显示（或打印）的抗张能量吸收值，Jm 2；Zx 抗张能量吸收值的实测值，Jm 2。6 校准结果表述校准后，出具校准证书。校准证书至少应包含以下信息：a) 标题，“校准证书”；b) 实验室名称和地址；c) 进行校准的地点（如果与实验实的地址不同）；d) 证书或报告的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e) 客户的名称和地址；f) 被校对象的描述和明确标识；g) 进行校准的日期，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；h) 如果与校准结果的有效性应用有

18、关，应对被校样品的抽样程序进行说明；i) 对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j) 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k) 校准环境的描述；ExJJF(轻工) XXXX-XXXX7l) 校准结果及其测量不确定度的说明；m) 对校准规范的偏离的说明；n) 校准证书签发人的签名、职务或等效标识，签发日期；o) 校准结果仅对被校对象有效的声明；p) 未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。7 复校时间间隔由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此，送校单位可根据实际情况自主决定复校时间间隔。建议复校时间为1 年。JJF(轻工) X

19、XXX-XXXX8附录 A纸和纸张抗张试验机校准记录格式（参考件） 制造厂名 型号规格/等级 设备编号 委托单位 校准地点 校准日期 校准依据 温度 湿度 A.1 校准所用主要设备标准器名称 编号 规格型号/测量范 围准确度等级/最大允许误差/不确定度证书编号 有效日 期A.2 校准结果A.2.1 力值指示误差校准点 1 2 3 平均值N示值误差%重复性误差%回零误差%FSA.2.2 零点漂移（30min内最大漂移值）:A.2.3 动夹头定位误差第一点 第二点 第三点第一次第二次平均动夹头定位误差A.2.4 动夹头复位误差第一点 第二点 第三点第一次JJF(轻工) XXXX-XXXX9第二次平

20、均动夹头复位误差A.2.5 伸长量示值误差第一点 第二点 第三点第一次第二次平均伸长量示值误差A.2.6 试验机速度误差20% 50% 80%第一次第二次第三次平均试验机速度误差A.2.7 抗张能量吸收值测量误差第一次 第二次 第三次测量值平均标准计算值抗张能量吸收值测量误差校准员 核验员 JJF(轻工) XXXX-XXXX10附录 B 纸和纸张抗张试验机校准证书内页（参考件）试验机速度误差 零点漂移 伸长量示值误差动夹头定位误差 动夹头复位误差 抗张能量吸收值测量误差力值校准结果标准力值 示值误差 示值重复性误差 回零误差相对扩展不确定度U rel = ,k=2JJF(轻工) XXXX-XX

21、XX11附录 C纸和纸板抗张试验机测量值的不确定评定方法（参考件）C.1 概述C.1.1 被测对象：纸张抗张试验机（以下简称拉力机），测量范围：0500N，相对示值误差：1.0%。C.1.2 测量标准： 0.3 级数显标准测力仪，相对扩展不确定度 U95=0.15%，包含因子k=1.98，年稳定度 0.3%； 0.1%精度标准力值砝码。C.1.3 测量方法：JJF（轻工）XXXXXXXX纸张抗张试验机校准规范。C.1.4 环境条件：温度（1030）；相对湿度80%C.1.5 测量过程：在规定环境条件下，分别使用纸张抗张试验机对标准测力仪施加负荷至测量点。可得到与标准力值相对应的试验机负荷示值。

22、该过程连续进行三次，以三次示值的算术平均值减去标准力值，即得该测量点试验机的示值误差。B.1.6 评定结果的使用：在符合上述条件下且测量范围在 1000N 以下的纸张抗张试验机，一般可直接使用本不确定度的评定结果。C.2 数学模型F= -FF式中：F试验机的示值误差；试验机的算术平均值；F标准测力仪上的标准力值。C.3 输入量的标准不确定度评定C.3.1 输入量 的标准不确定度 u（ ）的评定F输入量 的不确定度来源主要是试验机的测量重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用 A 类方法进行评定。C.3.1.1 对一台 500N 的纸张抗张试验机，选择满量程的 20%，作为测量点，连续测量 10

23、 次，得到测量列如下：序号(i) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10示值(N) 100.0 100 .2 100.1 100.0 100.2 100.3 100.1 100.2 100.2 100.2= =100.15 N Fn1i单次实验标准差 s= =0.097 N 1)(2nFi任意选取 3 台同类型纸张抗张试验机，每台分别在满量程的 20%，50%，80%负荷点进行测量。每点在重复性条件下连续测量 10 次，共得 9 组测量列，每组测量列分别按上述方法计算得到单次实验标准差如下：JJF(轻工) XXXX-XXXX12m 组实验标准差计算结果 单位 N检测点 20%量程 100N

24、50%量程 250N 80%量程 400Ns1 0.10 s2 0.10 s3 0.12s4 0.09 s5 0.11 s6 0.13实验标准差 sjs7 0.11 s8 0.10 s9 0.14合并样本标准差 sp= =0.11 N mj129自由度 1 为 =m ( n - 1 ) =9（10-1）= 81 Fv实际测量时，在重复性条件下连续测量 3 次，以 3 次测量值的算术平均值为测量结果，则可得到u( )=sp/ =0.065 NC.3.1.2 对一台 100N 的纸张抗张试验机，选择满量程的 20%，作为测量点，用最大示值误差为0.1%的标准砝码连续测量 10 次，得到测量列如下：

25、序号(i) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10示值(N)20.0020 .02 20.05 20.02 20.00 20.00 20.03 20.03 20.03 20.05= =20.02 N Fn1i单次实验标准差 s= =0.019 N 1)(2ii任意选取 3 台同类型纸张抗张试验机，每台分别在满量程的 20%，50%，80%负荷点进行测量。每点在重复性条件下连续测量 10 次，共得 9 组测量列，每组测量列分别按上述方法计算得到单次实验标准差如下： m 组实验标准差计算结果 单位 N检测点 20%量程 20N 50%量程 50N 80%量程 80Ns1 0.019 s2 0.0

26、21 s3 0.020s4 0.018 s5 0.022 s6 0.022实验标准差 sjs7 0.021 s8 0.020 s9 0.023合并样本标准差 sp= = 0.021 Nmj129自由度 1 为 = m ( n - 1 ) =9（10-1）=81FvJJF(轻工) XXXX-XXXX13实际测量时，在重复性条件下连续测量 3 次，以 3 次测量值的算术平均值为测量结果，则可得到u( )=sp/ =0.012 NFC.3.2 输入量 F 的标准不确定度 u(F)的评定输入量 F 的不确定度主要来源于标准测力仪。用 B 类评定方法进行评定。C.3.2.1 纸张抗张试验机(数显测力仪)

27、根据检定证书给出的相对扩展不确定度U95=0.15%，包含因子 k=1.98。年稳定度0.3%，估计为均匀分布，取包含因子k= 。在测量点 100N 处，标准不确定度为：3u(F1) = 100N = 100N = 0.08 Nka98.1%50u(F2) = 100N = 100N = 0.17 N3u(F) = = = 0.19 N）（）（ 21Fu217.08.估计为 为 0.10，则自由度 F = 50 。)(FuC.3.2.2 纸张抗张试验机（标准砝码）根据检定证书给出的相对最大允许误差为0.1%，估计为均匀分布，取包含因子 k= 。在测量点 20N 处，标准不确定度为3u(F) =

28、 20N = 20N = 0.012 Nka%1.0估计为 为 0.10，则自由度 F = 50 。)(FuC.4 合成标准不确定度的评定C.4.1 灵敏系数数学模型 F = - F 灵敏系数 c1 = F / )=1， c2= F / F=-1 C.4.2 标准不确定度汇总表输入量的标准不确定度汇总于下表标准不确定度汇总表标准不确定度分量 不确定度来源标准不确定度 ciu(xi)iviu( )F被检器具的重复性 0.065 N 1 0.065N 81纸张拉力机 u(F) 标准测力仪 证书不确定度，年稳定度 0.19 N -1 0.19N 50u( ) 被检器具的重复性 0.012 N 1 0

29、.012 N 81纸张拉力机 u(F) 标准砝码相对最大允许误差 0.012N -1 0.012 N 50JJF(轻工) XXXX-XXXX14C.4.3 合成标准不确定度的计算输入量 和 F 彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式得到：纸张抗张试验机（标准测力仪）：u c(F)= = 0.20 N219.065.纸张抗张试验机（标准砝码）：u c(F)= = 0.017 N2C.4.4 合成标准不确定度 uc(F)的有效自由度为 eff = = 892414)()(Fuc取 eff=50C.5 扩展不确定度的评定取置信概率 p=95% ， 取 k=2。扩展不确定度为：纸张抗张试验机（标

30、准测力仪）： U95= k uc(F)=20.20 = 0.40 N纸张抗张试验机（标准砝码）： U95= kuc(F)=20.017 = 0.034 N在 20%量程处，相对扩展不确定度为：纸张抗张试验机（标准测力仪）：U rel = 0.40/100 = 0.40 % 纸张抗张试验机（标准砝码）：U rel = 0.034/20 = 0.17 % C.6 扩展不确定度的报告试验机 20%量程处的测量点测量结果的相对不确定度均大于 50%，80%量程处的不确定度，故试验机相对不确定度分别确定为：纸张抗张试验机（标准测力仪）：U rel = 0.40%，k=2纸张抗张试验机（标准砝码）：U rel = 0.17%，k=2