摘要：電子萬能試驗機在材料力學效能的檢測方面正發揮著越來越重要的作用。本論文在介紹了電子萬能試驗機的校準過程中的具體問題進行分析討論，給出了具體的解決方法，最後分析了電子萬能試驗機的校準技術前景，對於進一步提高電子萬能試驗機的校準水平具有一定的借鑑意義。
1、引言
電子萬能試驗機的校準 與試驗機新技術的發展以及試驗機上力學效能試驗手段的增加密切相關，但其校準存在者諸多尚未固化的方法和需要解決的問題。如小於5KN時的同軸度的校準問題，可操作性不強，小力值拉向檢定時，工裝接頭在標定和檢定過程的影響（包括材料和形狀等問題），電子萬能試驗機配套的大變形引申計的校準，以及電子式萬能試驗機的數字化測控系統的校準等等，這些都是電子式萬能試驗機在校準過程中所暴露出來的急需解決的問題，因此本論文將主要 對電子式萬能試驗機校準中的實際問題進行分析。找出合適的解決方法。以期和同行分享。
2、電子萬能試驗機校準中的問題
2.1加荷載速度對校準示值影響較大的問題
試驗機進行拉，壓向校準時，由於使用計算機資料採集系統進行試驗力的閉環控制 橫樑速度設定較快，且停機後仍有慣性影響，致使測量值不易停在所要求的校準點上。且存在回程而無法讀取準確校準資料，在電子萬能試驗機的檢定過程中，就會出現過沖讀數和程序中帶有回程讀數的錯誤校準資料，所以，在重複3次的校準 過程中，記錄的校準資料就會差異較大。在校準過程中需要注意的是，在拉力試驗機的檢定過程中。一定要做到緩慢勻速加荷，使度盤指標緩慢靜止在所要求的檢定點上 。立即讀數。或者設定足夠小的速度在到達檢定點瞬間讀取數值，才能排除拉力試驗機檢定過程中由於加荷速度的影響而產生檢測資料差異，加荷速度的準確度也是需要檢定的重要標準。
2.2引申計檢定和使用中應變誤差較大的問題
存在金屬材料屈服強度測試中，目前廣泛使用電子引申計測量試樣變形。當試樣上引伸計標距變化達到規定的變形百分比時，測量計算與之對應的強度。變形測量即引伸計的準確性會對強度的試驗結果產生一定影響，引申計工作狀態不良可以使拉伸力、變形曲線出現異常，對試驗機的實際結果有時會呈現較大的誤差，這一問題的產生，大致有以下幾個原因。
（1）引伸計初始安裝狀態
對引伸計進行檢定時，引伸計安裝方向一定與測試使用的安裝方向一致，操作 方式和要點要一致，這就需要檢定員和使用者之間進行充分的交流和溝通
（2）引伸計刀口保護
刀刃軸尖等結構不應有明顯磨損，因為這些部分對引伸計標距的影響 較大，刀刃 損壞時要及時更換。重新檢定，校準。
（3）試樣夾緊時附載入荷的影響
在電子萬能試驗機上進行拉伸試驗時，需要注意不要將夾具的過緊。否則夾具會對試樣施加一個載荷。如果使用的引伸計產生變形。引伸計的標距也隨之變化，當拉伸開始 後，載荷達到零時，引伸計的標距早已不為零通過設定在零負條件下裝夾試樣，就可以保護引伸計不受非意願動作影響。又因為個別試驗放的需要，所以試驗機配接引申計的回程示值也可為引伸計的必檢專案。
（4）引伸計的分段檢定
分範圍，分量程 檢定引伸計是引伸計規程新增加的檢定方式，是一種更接近實際使用需要的方法，但也要綜合考慮標準的實際情況，零點漂移的分辨力等問題，不能盲目劃分檢定範圍，還應允許對引伸計的每一個檢定範圍分別定級。
2.3試驗機中同軸度檢定可操作性不強的問題
拉力試驗在使用中由於夾持一些輕小細的材料。故同軸度差一些也不容易被發現，但在計量檢定 時同軸度影響則比交明顯，如果試驗機上下夾頭的同軸度不符合檢測標準的要求，再加上計量檢定人員操作時安裝位置不準確，都會產生由於同軸度影響而造成檢測資料的差異。解決這一問題的措施是：要求計量檢測人員在檢定拉力試驗時，或更換上下夾頭後必須對上下夾頭的同軸度進行檢定測量，同時在拉力試驗機 檢定過程中，把所使用的計量標準器同拉力試驗機上下夾頭連線成同軸狀態，這樣得到的加測資料才能準確可靠。
電子萬能試驗機施加 試驗力時 上下夾頭的中心線與試驗機拉力軸線應同軸，而在實際測量中發現兩者不能完全重合，由於這種現在的存在使得試樣在受軸向拉力時，要受到一側向力和一個附加力矩的影響，，使得試樣的受力狀態發生改變，這便是材料試驗機的同軸度對試樣所受到的正應力的影響 。為了減小試驗的誤差，在試驗前應當採取必要的檢測儀器或檢測手段，確保試驗機的上下夾頭的中心線與試驗機拉力軸線同軸，以減小同軸度偏差所帶來的試樣正應力試驗值與真實值之間的誤差。
但是對於載入到試樣上的 外力小於5KN的負荷而言，基於以上原因，鉛垂法並不是在受力情況下檢定同軸度，並且可操作性較低，筆者認為還是應變方式更為合適，試驗機的上下夾頭的中心線與試驗機拉力軸線的同軸度相對檢定要困難些，可操作性低，這是因為外載入荷較小，及時已經固定好的試樣，在調整軸線的過程中也很容易發生偏移，或是將試樣夾到已經 調整好同軸度的試驗機的過程中而又使用同軸度發生了改變，解決這個問題有兩個方法，一是改進試驗機的測控系統，通過電子測控系統實現試驗機上下夾頭的中心線的校準，確保與試驗機拉力軸線同軸。但改進試驗機的電子測控系統一般成本較高，因此第二種方法用的較多，即藉助外力固定裝置，在載入試樣和外力小負荷載荷之前，就採用外力緊固裝置將試驗機的上下夾頭固定到相應的位置上，確保上下夾頭的中心線與試驗機拉力軸線同軸，之後在進行試樣的力學效能試驗，這樣可以大大減小試驗結果的誤差。
2.4國內引伸計法，應變片法在同軸度檢定中存在的問題
引伸計法 在國內同軸檢定中使用較多該方法存在的不足是測出的結果不一定式最大同軸度，由於引伸計測量的是標準檢驗 棒的垂直方向上的變形，引伸計的裝卡是人為隨機的，很難和好安裝在標註試棒的最大變形的位置上。而且其中還可能產生彎曲應變其次是它不能確定偏心方向，也就是無法直觀的指導試驗機的校正。
國內有些應變片法在標準試樣上取一個截面貼4個應變片法測量力同軸度，不能準確測量有彎曲應變情況下各段試樣的應變數的實際情況，而美國標準ASTMEJ1012和GE-400規範，分別採用在效驗棒上取兩個截面貼上8片和三個截面貼上9片應變片來測量同軸度，測量結果的準確度更接近真值結果更可信。
2.5電子萬能試驗機準確度級別的確定問題
電子萬能試驗機的準確級別0.5級1級和2級三個級別，而配接引伸計級別為0，2級0.5級1級和2級四個級別，對於電子萬能試驗機來說準確度級別並不匹配，電子式萬能試驗機配接的引伸計級別僅僅式參照了JJG762-2007引伸計檢定規程中的引伸計等級確定方法，缺乏從整體上確定電子萬能試驗機級別的判定，就試驗方法方式而言 ，還是需要對電子式萬能試驗機整體上確定級別在進行 實際試驗方法的應有的。
3、電子萬能試驗機軟體校準的問題
萬能 試驗機計算機目前僅有資料採集系統評定方法伴隨試驗方法的多樣性和試驗機軟體的參差不齊，從根本上通過評測來反映試驗機的軟體系統顯得極為重要。
試驗機的資料採集系統根據JJF1103-2003萬能試驗計算居資料採集系統評定校準規範進行校準，目前採用比對試驗的方式測定 計算機資料採集系統，將萬能試驗機的計算機採集系統所獲得的基本資料，匯出資料與標準試樣之間的比對。在材料的拉伸試驗中，一般採用圓形截面試樣，利用試驗機以控制的速率向試樣施加拉力，並測量試樣拉伸過程中力和變形，測量中將標準拉伸試樣夾持在萬能試驗夾具上，計算機資料採集系統根據試驗程序進行記錄。試驗結束後，將計算及資料採集系統的資料與標準拉伸試樣給定的資料進行比對，此方法採用標準試樣也僅僅用於校準資料採集系統，其朔源和穩定性的保證還存在需要解決的問題。
隨著計算機技術的快速發展，軟體評測已經不存在技術問題。電子萬能試驗機計算機的軟體評測方法急需規範和統一。
微機控制電子萬能試驗機
4、結語
電子萬能試驗機校準 技術的發展也是試驗機校準技術發展的一個縮影，但現有的試驗機校準存在規程繁多，相互交叉，方法相近等問題急需統一規範，伴隨計量測試技術的發展對試驗機校準技術認識的不斷提高，試驗機的校準方法統一和規範將為試驗機量值的準確和統一提供更加有力的保障。
原作者： 濟南銳瑪萬能試驗機