电子式万能试验机的校准需依据《电子式万能试验机检定规程》（JJG 475-2019），核心是通过标准器具验证其“力值测量”“位移测量”“加载稳定性”等关键性能，确保试验数据准确（力值是核心校准项，位移根据使用需求可选校）。以下是具体校准流程及要点：

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一、校准前准备（核心前提）

1. 环境与设备要求

• 环境控制（直接影响力值精度）：

• 温度：20±5℃（高精度校准需±2℃），避免阳光直射、空调直吹（温度波动≤1℃/h，防止力传感器热胀冷缩）；

• 湿度：40%~75%RH（湿度过高导致电路受潮，过低可能产生静电干扰）；

• 振动：振幅≤0.1g（远离机床、泵体等振动源，振动会导致加载力波动）；

• 气压：大气压力稳定（避免通风过强导致的气压变化影响传感器）。

• 标准器具准备（校准基准）：

• 力值校准：需用 标准测力仪（精度等级≥被校机精度等级的1/3，如校准1级试验机，需0.3级及以上测力仪），量程覆盖被校机量程的110%（如被校机量程0-100kN，标准测力仪选0-110kN），且在计量有效期内（每年校准1次）；

• 位移校准（若需校）：用 激光干涉仪（分辨率≤0.1μm）或 标准量块（等级≥1等），用于验证横梁位移或引伸计的示值误差；

• 辅助工具：刚性连接工装（将标准测力仪与试验机加载轴同轴连接，避免偏心加载）、水平仪（调试验机水平）、温湿度计（记录环境参数）。

• 被校试验机检查：

• 外观：外壳无破损，接线牢固（避免接触不良导致力值波动），加载机构（丝杠、导轨）无卡滞（手动移动横梁，应平稳无异响）；

• 功能：开机自检正常，力值、位移显示稳定（无跳变），加载速率可调（如0.5kN/s、1kN/s，需与校准要求匹配）；

• 清洁：加载轴、测力仪连接面无油污、锈迹（用无水乙醇擦拭，确保贴合紧密，避免间隙导致力传递误差）。

2. 安装与预热（消除系统误差）

• 同轴度调整：
  

• 将标准测力仪通过工装固定在试验机下夹头，上夹头对准测力仪中心（用水平仪或百分表检查，确保加载轴与测力仪轴线偏差≤0.5mm/m）—— 偏心加载会导致力值示值偏大（偏心力产生附加弯矩，测力仪受力不均）。

• 预热与平衡：
  

• 试验机通电预热30分钟（让力传感器、放大电路达到热稳定）；

• 空载状态下，观察力值显示（应≤0.1%FS，如100kN机显示≤0.1kN），若零点偏移过大（如0.3kN），按说明书进行“零点校准”（避免零点误差影响后续测量）。

二、核心校准项目及操作（力值为必校项）

1. 力值示值误差与重复性校准（最关键项）

• 校准点选择：
  按被校机量程均匀选取5-7个点（含零点和满量程），例：0-100kN机选0kN、20kN、40kN、60kN、80kN、100kN（若常用量程为0-50kN，需增加30kN点，覆盖常用段）。

• 加载与读数规范：

• 正向加载（从0→满量程）：
  

• 反向卸载（从满量程→0）：
  按相同速率卸载至80kN、60kN等点（与正向点对应），同样记录示值—— 验证“回程误差”（加载和卸载时同一力值的示值差，反映机械滞后性）。

1. 按设定速率（如1kN/s）缓慢加载至第一个校准点（20kN），稳定3秒（力值波动≤0.1%FS）后，同时记录试验机示值（F₁）和标准测力仪示值（F₀）；

2. 依次加载至40kN、60kN等点，重复读数（每个点读3次，取平均值）；

• 数据计算：

• 示值误差：δ = （F₁ - F₀）/F₀ × 100%（每个点计算误差，如20kN点，机显20.2kN，标准20.0kN，误差=（20.2-20.0）/20.0×100%=1.0%）；

• 重复性误差：同一加载方向（如正向）同一力值点（如40kN）3次读数的最大差值与标准值的比（应≤0.5%，如3次读数40.1kN、40.2kN、40.1kN，最大差0.1kN，重复性=0.1/40×100%=0.25%）。

2. 加载速率误差校准（针对动态精度）

• 校准点：选择常用加载速率（如1kN/s、5kN/s，覆盖试验机速率范围的低、中、高段）；

• 操作：设定速率后加载至50%FS（如100kN机加载至50kN），用秒表记录从0到50kN的时间（理论时间=50kN/1kN/s=50s），实际时间与理论时间的差应≤±5%（如实际52s，误差=（52-50）/50×100%=4%，合格）。

• 意义：加载速率影响材料力学性能测试（如金属屈服强度对速率敏感），速率不准会导致试验数据失真，校准可确保速率符合标准（如GB/T 228.1金属拉伸试验要求）。

3. 位移示值误差校准（按需校准）

• 适用场景：若试验机用于测量材料伸长率（如拉伸试验的断后伸长率），需校准位移示值（包括横梁位移或引伸计）。

• 校准方法：
  

• 横梁位移：用激光干涉仪测量横梁移动距离—— 设定横梁移动100mm，记录试验机显示值（如100.2mm）和激光干涉仪实测值（如100.0mm），误差=（100.2-100.0）/100×100%=0.2%（1级机允许≤±0.5%）。

• 引伸计：用标准量块（如50mm、100mm）模拟试样变形，引伸计显示值与量块实际尺寸的差需≤±0.5%（如50mm量块，显示50.1mm，误差0.2%）。

三、校准结果判定（合格标准）

根据JJG 475-2019，1级电子式万能试验机需满足：
| 校准项目  | 允许误差要求    | 不合格判定（示例）|
| 力值示值误差     | ±1.0%（全量程） | 20kN点误差1.2%（超±1%）|
| 力值重复性| ≤0.5%  | 40kN点3次读数最大差0.6%（超0.5%）|
| 加载速率误差 | ±5%  | 1kN/s速率实际误差6%（超±5%）|
| 位移示值误差  | ±0.5%（或±0.5mm，取大者）  | 100mm位移误差0.6mm（超±0.5mm） |

| 零点漂移（1h）| ≤0.1%FS   | 100kN机1h后零点漂移0.2kN（超0.1kN）|

四、校准后处理与注意事项

1. 数据记录与报告

• 记录环境参数（温度、湿度）、标准器具信息（编号、有效期）、各校准点的力值/位移示值、误差计算结果；

• 出具校准证书（合格）或校准报告（不合格），注明合格点、不合格点及使用建议（如某点超差，可限制在合格量程内使用）。

2. 常见问题及避免方法

• 力值示值偏大：

• 原因：偏心加载（同轴度差）、测力仪未预热（温度漂移）、加载速率过快（系统惯性导致示值超调）；

• 解决：重新调整同轴度，延长预热时间，降低加载速率至≤1kN/s（低速更稳定）。

• 重复性差：

• 原因：加载机构卡滞（丝杠润滑不足）、测力仪连接松动（有间隙）、环境振动干扰；

• 解决：清洁丝杠并加专用润滑油，紧固连接螺栓，远离振动源或增加防震垫。

• 位移误差超差：

• 原因：横梁导轨磨损（移动时打滑）、位移传感器（如光栅尺）脏污；

• 解决：维修导轨，用无尘布擦拭光栅尺（避免划伤）。

总结

（湖南长沙第三方计量校准公司16680800246）

电子式万能试验机校准的核心是通过标准测力仪验证力值精度，辅以速率、位移等项目，确保其在材料拉伸、压缩等试验中提供可靠数据。校准需严格控制环境、规范操作，对不合格项需维修后重新校准，禁止超差使用（可能导致产品质量误判或安全风险）。