力學測量術語揭秘 | ISO 376標準的特征量

力學測量中,往往會涉及很多專業(yè)術語。在查看相 關技術文檔時,您了解這些術語的含義嗎?

關于 基于應變的力傳感器 專業(yè)術語,我們將分為如下5個方面去介紹:
  • ISO 376標準的特征量
  • 溫度數(shù)據(jù)
  • 精確度
  • 電氣特征
  • 機械特征

這期,我們將介紹基于應變力傳感器的 ISO 376標準的特征量


按照ISO 376標準校準的力傳感器被分為不同的精度等級。最高精度等級是00,其次是0.5、1和2。對于下面提及的每項特性,四個精度等級都有一個極限值。因此,如果除重復性之外,力傳感器的其它所有特性都可以被分配到最精確的等級(00),則在這個負載級,傳感器總體會被分配到其重復性指標所達到的等級。


我們對以下特性進行了評估:

  • 復現(xiàn)性相對誤差 

  • 重復性相對誤差

  • 插值相對誤差

  • 零點相對誤差

  • 可逆性/滯后相對誤差

  • 蠕變相對誤差

  • 力校準的擴展不確定度 

注:精度等級數(shù)字越低,表示傳感器越精確  


 復現(xiàn)性相對誤差(b)[%] 
再現(xiàn)性誤差表示在不同安裝位置下相關負載級的算術平均值差異。此程序在ISO 376中作了規(guī)定。安裝后,力傳感器在一個安裝位置逐步加載,然后拆下,旋轉(zhuǎn)120°并重新安裝。在新的位置上采用與第一次系列測試相同的負載完成一系列測試后,再一次傳感器并旋轉(zhuǎn)120°,并采用相同的負載再測量一次。然后根據(jù)每個負載的結(jié)果來計算再現(xiàn)性。因此,校準證書顯示了每個校準負載的再現(xiàn)性誤差。這個數(shù)字是相對于測量的力值而言的。


重復性相對誤差(b')[%] 
重復性是指在安裝位置不變的情況下,當前負載的偏差。因此,其表示了一個傳感器在固定安裝位置上的再現(xiàn)情況。在此試驗中,傳感器承受了兩次相同的加載,未進行任何拆卸或重新安裝。同樣,在校準證書上,這個重復性誤差是相對于測量的力值而言的。


(相對)插值誤差(fc)[%] 
對于參考力傳感器(U15、top 級傳感器……),會顯示相對于測量值的插值誤差。通常,根據(jù)ISO 376標準進行的校準并不產(chǎn)生一個衡量靈敏度的特征值,而是一個函數(shù)。因此,插值誤差是傳感器的真實特征曲線與表示校準結(jié)果的函數(shù)之間的差異。  

重要提示:測量不確定度的影響不是相對于滿量程而言的,而是相對于所測的力值。在HBK,插值相對誤差在校準證書上以三次函數(shù)表示。 


(相對)零點誤差(f0)[%] 
相對零點誤差是指零點的偏差。為了確定零點誤差,在加載和卸載循環(huán)后來繪制零點信號,它是零點返回的度量。 


 可逆性/滯后相對誤差(v)[%] 
可逆性(滯后)相對誤差描述了負載增加或減小時的特征曲線差異。在HBK,始終會在數(shù)據(jù)表上注明曲線的最大可能偏差。因此,單個傳感器的滯后很可能(遠)小于數(shù)據(jù)表中給出的值。 

根據(jù)DIN EN ISO 376標準,可逆性誤差指標不是在固定力下確定的(參見VDI/VDE 2638中的相對可逆性誤差/滯后),而是在一個范圍內(nèi)(例如,F(xiàn)nom的 10%~100%)。 

你會在校準證書上看到每個負載
的滯后指標。   

力學測量術語揭秘 | ISO 376標準的特征量的圖1說明滯后的加載和卸載過程的基本示意圖


 蠕變 (c) [%]
在恒定負載下,基于應變計的傳感器在信號中顯示出與e函數(shù)相似的輕微變化。這個過程被稱為加載后蠕變。如果力被撤消,信號會以大致相同的方式在相反的方向上變化。這稱為卸載后蠕變。  

最大信號變化以相對于施加力的百分比表示,而不是相對于標稱力 (Fnom)。類似地,所述時間是信號變化被測定的時間——通常在5分鐘或30分鐘后。 

由于曲線圖采用e-函數(shù)的形式,因此將數(shù)據(jù)表上的數(shù)字表示為蠕變最大值是一種非常好的近似方式。這個數(shù)字不能以線性方式推斷;因此,如果觀察時間增加一倍,蠕變也不會增加。

力學測量術語揭秘 | ISO 376標準的特征量的圖2 力傳感器蠕變示意圖

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