标准测力仪的结构与工作原理
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计量是单位统一、量值准确可靠的活动。对材料试验机进行量值传递的上级标准器是标准测力仪，仪器计量特性的保持是材料试验机准确度的前提。
标准测力仪的计量特性主要指其准确度与稳定性。
标准测力仪计量准确度的主要通过周期检定来实现，一般检定周期为一年。稳定性是指这一年内保持计量准确度的能力，这就需要实验室制定内部质量控制程序、采取能力验证活动。
由于标准测力仪的准确度是通过规范的法定检定来实现的，所以计量准确度的前提的关键在于计量标准器的稳定性考核。通常，对标准测力仪进行稳定性考核的工作也称为“期间校验”。
1、标准测力仪的结构与工作原理
(1)标准测力仪的分类
常见的试验机计量标准器有两种，一种是百分表式标准测力仪，如图2-1所示，另一种为传感器式标准测力仪，如图2-2所示。传感器式标准测力仪既有压向又有拉向的，其中量程较大的一般为压向。百分表式标准测力仪多为压向。
标准测力仪的分类
实际工作中，也可用压向的传感器式标准测力仪或百分表式标准测力仪测量拉力机，但这种情况下应安装反力架。
(2)百分表式标准测力仪的结构
百分表式标准测力仪以百分表作为指示器，来测量环状体在标准力作用下相应的变形量，并传递力值的计量标准器。
弹性体中，标胶多见的有适用于较小力值测量的圆形结构和适宜较大力值测量的椭圆形结构。另外，还有棱形、长盒形、梁形等结构型式，弹性体的变形指示机构一般是通过百分表测量，它又分为直读式和杠杆放大式两种。
(3)传感器式标准测力仪的结构
目前越来越多地用传感器式标准测力仪作为力的传递标准。它大的优点是携带使用方便。传感器式标准测力仪主要有测力传感器和二次仪表两部分组成，测力传感器式提供与输入的力值有确定关系的电量，二次仪表提供测力传感器所需要的激励电压货激励频率，并对测力传感器输出信号进行处理、显示和打印。
如何对仪器计量证书的结果进行确认
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仪器计量完成后，我们会收到仪器计量检定机构发放的计量证书后，还需对计量证书的结果进行确认。若是仪器检定证书，则只需对仪器检定证书中的合格与否进行确认即可，若是仪器校准证书，由于仪器校准证书上提供的是被校检测设备的示值误差，而不是合格与否的结论，示值误差是否符合要求则需要进行确认。被检设备的使用说明书和相关标准对试验箱的准确度要求是评定的依据，应查出说明书上该量程范围内的大允许误差做出符合性判定。则在使用时需按理论值进行修正。对于仪器校准证书上的测量结果离散性较大的，不属于系统误差的设备，则需维修或报废。
对计量证书确认完后，需要在温湿度试验设备上粘贴相应的仪器计量标识，仪器计量标识上一般标注有试验设备的编号、仪器计量结果、仪器计量有效期等。
总之，仪器设备的计量是一个系统的工作，这项工作需要技术人员全面掌握设备的性能、计量特性及工作特性等相关知识，按照要求定期对每台试验设备进行计量。温湿度试验设备通过计量合格后，才能正常投入使用，才能为产品测试提供更加准确的环境，更好的满足产品的测试需要。
雾度计的仪器计量与仪器校准的研究
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雾度计是用于测试透明、半透明样品雾度的仪器，广泛应用于工农业各个领域。在雾度计校准过程中，有两个关键性的参数:雾度一透过试样而偏离入射光方向的散射光通量与透射光通量之比，用百分数表示;透光率一透过试样的光通量和射到试样上的光通量之比，用百分数表示。
目前，雾度计的仪器校准所依据的计量技术规范是JJF 1303-2011《雾度计校准规范》，但在使用过程中往往会遇到一些函待解决的实际问题。我们针对JJF 1303中要求的校准过程，并结合日常工作的应用情况，提出3点值得深入探讨的问题，以求相关人员共同研究与探讨，从而使雾度测定仪的校准能够得到更为准确的测量结果，量值传递的可靠性。
1、环境因素直接影响雾度值的测量结果
雾度标准片对所处环境，特别是温度、相对湿度比较敏感，这是由雾度标准片的材质和制造工艺决定的。雾度标准片在研制过程中，采用高分子有机材料作为基质，均匀掺杂适量无明显荧光特性的散光剂，经过高温、均匀性试验等严格工艺过程制作而成叫。擦拭或摩擦雾度标准片，容易破坏表而分子结构的排列，产生数据偏差。这就造成了当雾度标准片表而起雾时不可擦拭的现状，从而对其进行仪器校准过程中所处的环境条件有一定的约束。
JJF 1303中给出的环境参考温度为(23±5)℃，相对湿度≦80%，是一对比较宽泛的范围值，而在实际校准过程中，还有不少因素值得注意。为此，进行了两项实验，分别模拟日常雾度值校准的情况，以验证环境因素对雾度值测量的影响及其程度。
1. 1高低温差影响
当校准人员携带雾度标准片至校准现场时，如果室外环境温度和湿度相对于校准现场内环境的温、湿度差别较大，雾度标准片表而易起雾。此时，读取的雾度和透光率值会偏离正常值，直接导致判定的偏差。
取一台测试结果计算重复性为0.034%的WUT-S透光率雾度测定仪，以室温(20±1)℃、相对湿度60%为基准，先测得整套(5片)雾度标准片相应雾度实测值Hd，及透射比实测值t，得到组数据，如表1所示。保持室内相对湿度60%不变，下而给出高低温试验的两种情况分析。
情况1:保持环境湿度不变，将整套雾度标准片静置于20℃(模拟上海地区冬天的室外温度)恒温恒湿箱中等温20 min，取出后即在室温20℃的恒温试验室中观察雾度值的变化，得到第二组数据(见表1)。
雾度计的仪器计量分析表1
情况2:将此套雾度标准片静置于40℃(模拟上海地区夏天的室外温度)恒温恒湿箱中等温20min,取出后即在室温20℃左右的恒温试验室中观察雾度值的变化，得到第三组数据(见表1〕。
值得注意的是，将第二组实验中测出雾度值为1.61的雾度标准片在20℃左右的实验室中等温30 min,测得其雾度值为1.50。
通过表1数据的对比分析，可得知严寒或酷暑的天气，确实对雾度片的校准产生一定影响。为测量值的准确可靠，在室内外温差较大的情况下，需将标准雾度片等温30min及以上方可适宜进行计量校准测试。
1. 2自然天气影响
连日阴雨天气会导致空气中湿度增大，也可能会引起雾度标准片表而起雾，从而使读数产生误差。下面给出相对湿度试验的情况分析。
在室内温度基本不变的情况下改变湿度条件，以测算雾度标准片的雾度值在不同湿度环境条件中是否对检测结果产生影响。将实验室室温控制在(20±2)℃，利用除湿、加湿设备改变空气中湿度并时刻关注温湿度的变化。取雾度值为10左右的雾度标准片进行测试，得到表2所示数据。
雾度计的仪器计量分析表2
从表2数据分析可知，当温度保持不变、相对湿度超过70%时，雾度仪测量的准确度将受到较大影响。
综合考虑以上情况，测试时对操作环境的温度和湿度一定要严格把关。在影响雾度值测量的阴雨天，对校准现场进行除湿处理，且校准过程需在通风、干燥的环境中进行，以数据的准确与稳定。
2、雾度标准片示值误差分析
在实际校准工作中，有不少客户会对JJF 1303提出很多疑问。其中，提出多的问题是相对示值误差范围与中国计量科学研究院给出的标准雾度片不确定度是否存在矛盾。现给出以下分析。
在JJF 1303中，条款7.3给出雾度示值误差与重复性计算，ΔHd为每片标准雾度片测量的雾度示值误差即误差。目前中国计量科学研究院给出5块标准雾度片的不确定度均为U(Hd)=0.30;k=2。
通常，光学仪器的标准器不确定度一般不超过示值误差，即
U(Hd)≦ΔHd (1)
否则在判定上其给出的不确定度不能起到约束作用，就没有意义了。在JJF 1303中仅给出供参考的标准雾度片相对示值误差δHd，要求在±5%以内。
将误差换算成相对示值误差的公式为:
δHd=ΔHd/Hds× (2)
式中，Hds为各雾度片的雾度标准值。
根据JJF 1303，应符合-5%<δhd<+5%。将式(2)代入，可得到< p="">
-5%·Hds<δhd,<+5%·hds (3)
如取小值雾度为1的标准片，即H},, -1，代入式(3)中，计算得到
-0.05<δhd<+0.05 4="" p="">
在不确定度U(Hd)为0.30时，由公式(1)可知ΔHd≧0.3 ,导致与式(4)相互矛盾的结论。
同理，对雾度值为5的标准雾度片，其示值误差为±0.25，此时不确定度也大于示值误差。详细说明见表3和表4。
雾度计的仪器计量分析表3
由此可以设想:
(1)是否能对每一块标准雾度片给出相对应的、不同的不确定度。
(2)是否可以采用相对不确定度来替代现在中国计量科学研究院给出的不确定度。
(3)是否可以对雾度仪进行分段设置示值误差来规定仪器雾度的参数。如上海仪电物理光学仪器有限公司生产的雾度仪，其出厂检验标准定为雾度Hd≦1.00的示值误差为±0.10,Hd>1.00的示值误差为±0.50。当然，也可以把分段指标分得更详细，如按照JJF 1303规定使用的雾度值1,5,10,20,30的标准片来进行分段，雾度值为1～10给出其示值误差，雾度值为11～20再给出相应的示值误差，以此类推。
3雾度计的仪器校准值及间隔的影响
仪器校准一台雾度计时，根据JJF 1303要求，使用雾度值为1,5,10,20,30的5块雾度标准片进行校准。所选用的雾度值固定不变且间隔范围较大，会使不合格产品变为合格产品。一些厂家只针对JJF 1303规定的5个校准点对雾度计进行电脑数据修正，重利益而忽视仪器的准确性。按JJF 1303要求用5块雾度标准片校准仪器时，必定符合要求才可判定为合格。然而，此台仪器不一定在其他雾度点上也都能符合JJF 1303要求。若使用雾度值为3,7,15,25等雾度片去测量，所测出的值还会落在JJF 1303要求的误差区间内吗?如果答案是否，这将会给产品带来误判。
针对上述情况，选取一组理想的雾度计值和一组不合格的雾度计值用雾度标准片进行测试，并通过线性回归分析给出雾度测量值和雾度标准值的变化曲线。如图1所示，直观地表明雾度仪器生产可能存在的问题。
雾度计的仪器校准值及间隔的影响
针对这一问题，给出以下两种方案:
(1)JJF 1303中能否给出雾度值不固定的5块雾度标准片，用作仪器的校准。即可以选取固定的雾度值间隔和固定的雾度点检测数量，但不规定具体的雾度值。比如，可以使用雾度值为1,5,10,20,30的雾度标准片做校准，也可以使用0.5,3,7,15,25的雾度标准片做校准。只要校准点在测量范围内分散分布即可，使厂家没有固定参考值来修正雾度点，从而仪器的准确性。
(2)增加雾度标准片数量。优点是增加了雾度值检测的点数，使仪器的判定能够更准确;缺点是雾度标准片片数的增加必定会增加制造成本，同时也增加校准成本，导致产品制造成本的上升。
4结语
以上提出了在对雾度仪的校准过程中所遇到的几点问题，并给出相应的解决方案，供行业内相关人士探讨与交流，以使雾度仪的量值传递更规范准确，仪器计量校准工作更公平公正。
