Bởi Nhóm Kỹ thuật EconoTest · Nhà sản xuất băng ghế thử nghiệm, Thượng Hải
Bài học chính
- Hiệu chuẩn lực kế phải được có thể theo dõi được đạt tiêu chuẩn quốc gia (CNAS ở Trung Quốc, DAkkS ở Đức, UKAS ở Anh) - giấy chứng nhận tự hiệu chuẩn của nhà sản xuất không được chấp nhận cho thử nghiệm chứng nhận.
- Hiệu chỉnh mô-men xoắn được thực hiện với khối lượng tham chiếu trọng lượng áp dụng thông qua một cánh tay hiệu chuẩn; tất cả các phương pháp hiệu chuẩn khác đều gây ra sai số hệ thống không định lượng được.
- Độ chính xác về tốc độ dễ đạt được hơn độ chính xác của mô-men xoắn: bộ mã hóa 60 răng với bộ đếm tần số chính xác đạt được ± 0,01% trên toàn dải tốc độ.
- Sau bất kỳ sự cố nào, thay thế khớp nối, hoặc thay đổi vòng bi, Cần phải xác minh hiệu chuẩn đầy đủ trước khi bàn quay trở lại sản xuất — các sự kiện cơ học làm thay đổi độ căn chỉnh của cảm biến.
Tại sao vấn đề hiệu chỉnh lực kế
Một lực kế đó là 2% Chỉ số mô-men xoắn thấp khiến mọi động cơ mà nó kiểm tra đều xuất hiện 2% hiệu quả hơn thực tế. Trong một quá trình sản xuất 10,000 đơn vị, lỗi hệ thống đó gây ra lỗi thoát, đánh giá hiệu quả tăng cao trên bảng thông số kỹ thuật, và sự không phù hợp về chứng nhận tiềm ẩn. Hiệu chuẩn không phải là một yêu cầu quan liêu về chất lượng — nó là nền tảng của mọi con số mà phòng thử nghiệm của bạn tạo ra.
Hướng dẫn này bao gồm các quy trình hiệu chuẩn cho bốn kênh đo chính trên bàn thử nghiệm động cơ: mô-men xoắn, tốc độ/góc, quyền lực, và nhiệt độ.
Hiệu chỉnh mô-men xoắn
Phương pháp trọng lượng chết
Phương pháp có thể theo dõi duy nhất để hiệu chỉnh mô-men xoắn là tải trọng tĩnh thông qua cánh tay chính xác. Một cánh tay hiệu chuẩn có chiều dài được biết chính xác (L, tính bằng mét) được gắn vào trục biến mômen. Khối lượng tham chiếu được chứng nhận (tôi, tính bằng kg) bị treo ở đầu cánh tay. Mômen tham chiếu là T_ref = m × g_local × L, trong đó g_local là gia tốc trọng trường tại vị trí phòng thí nghiệm của bạn (không phải là tiêu chuẩn 9.80665 m/s² - sử dụng giá trị cục bộ của bạn, có sẵn từ các viện đo lường quốc gia).
Các điểm hiệu chuẩn phải bao phủ ít nhất 5 tăng dần và 5 điểm tải giảm dần trên toàn bộ phạm vi của đầu dò. Độ trễ giữa số đọc tăng dần và giảm dần, và độ lặp lại qua ba lần hiệu chuẩn, cả hai đều phải đáp ứng đặc điểm kỹ thuật của lớp chính xác. Đối với một lớp học 0.1 đầu dò (±0,1% FS), độ trễ chấp nhận được là <0.05% FS và độ lặp lại là <0.05% FS.
Hiệu chuẩn tại chỗ và trong phòng thí nghiệm
Hiệu chuẩn phòng thí nghiệm (tháo đầu dò và hiệu chỉnh trên giàn hiệu chuẩn mô-men xoắn) đạt được độ chính xác cao nhất nhưng đòi hỏi thời gian ngừng hoạt động. Hiệu chuẩn tại chỗ (áp dụng mô-men xoắn tham chiếu cho đầu dò khi được lắp đặt trên băng ghế thử nghiệm) nhanh hơn nhưng gây ra sự không chắc chắn bổ sung từ độ lệch khớp nối và tải trọng bên. Đối với băng ghế sản xuất có thể chấp nhận được ± 0,5% FS, hiệu chuẩn tại chỗ mỗi lần 6 tháng là tiêu chuẩn. R&Bàn D yêu cầu ±0,1% FS nên sử dụng hiệu chuẩn trong phòng thí nghiệm khi đã tháo đầu dò.
Các lỗi hiệu chỉnh mô-men xoắn thường gặp
- Lỗi cân bằng cánh tay: độ nghiêng 1° của cánh tay hiệu chuẩn sẽ tạo ra một cos(1°) ≈ 0.015% lỗi - nhỏ nhưng có ý nghĩa trong Lớp 0.1
- Trọng lực cục bộ không được hiệu chỉnh: g thay đổi từ 9.764 m/s² (đường xích đạo) ĐẾN 9.832 m/s² (cực); có thể cần hiệu chỉnh ±0,35%
- Chứng nhận hàng loạt đã hết hạn: khối lượng tham chiếu yêu cầu chứng nhận lại sau mỗi 2–3 năm; khối lượng không được chứng nhận làm mất hiệu lực chuỗi hiệu chuẩn
- Độ lệch bằng không: luôn đặt lại mức 0 cho đầu dò ở nhiệt độ vận hành trước khi áp dụng tải tham chiếu; sự thay đổi nhiệt độ gây ra độ lệch bằng 0 trong đầu dò đo biến dạng
Hiệu chỉnh tốc độ và vị trí góc
Đo tốc độ trong lực kế sử dụng bộ mã hóa trục (thường là 1.024–60.000 xung trên mỗi vòng quay) và máy đếm tần số. Quy trình hiệu chuẩn so sánh tốc độ đọc của lực kế với máy đo tốc độ tham chiếu có thể truy nguyên theo tiêu chuẩn tần số. Thủ tục:
- Chạy máy đo lực (không có động cơ nào được thử nghiệm) ở 5–10 điểm đặt tốc độ ổn định từ 10% ĐẾN 100% tốc độ tối đa
- So sánh tốc độ hiển thị với máy đo tốc độ tham chiếu đã hiệu chuẩn (Độ chính xác ±0,005% hoặc cao hơn) tại mỗi điểm
- Tính toán độ lệch hệ thống tại mỗi điểm và áp dụng hệ số hiệu chỉnh nếu sai số hệ thống vượt quá một nửa thông số độ chính xác
Độ chính xác về tốc độ hiếm khi là hạn chế ràng buộc trong các băng thử nghiệm động cơ. Một bộ mã hóa tiêu chuẩn với 10,000 PPR đạt được ±0,01% trên 100–10.000 vòng/phút mà không cần hiệu chỉnh. Ràng buộc ràng buộc thường là phép đo mô-men xoắn.
Hiệu chuẩn đo lường điện
Máy phân tích công suất - không phải máy đo lực - đo công suất điện đầu vào (để tính toán hiệu quả). Hiệu chuẩn máy phân tích công suất yêu cầu bộ hiệu chuẩn nguồn AC chính xác mang lại kết quả ổn định, điện áp và dòng điện hình sin có độ méo thấp ở các góc pha được điều khiển. Việc hiệu chuẩn xác minh:
- Độ chính xác điện áp: ±0,05% điển hình ở mức cơ bản 100V–1000V
- Độ chính xác hiện tại: ±0,1% điển hình ở mức cơ bản 1A–50A (sử dụng shunt đã hiệu chuẩn hoặc máy biến dòng)
- Độ chính xác của pha: Lỗi pha ±0,03°, quan trọng để đo hệ số công suất
- Băng thông hài: cho động cơ điều khiển bằng xung điện, máy phân tích phải được hiệu chuẩn để đo chính xác tới hài bậc 50 (tiêu biểu 25 kHz cho 500 Chuyển mạch cơ bản Hz)
Hiệu chuẩn máy phân tích điện được thực hiện bởi nhà sản xuất thiết bị hoặc phòng thí nghiệm đo lường. Khoảng thời gian hiệu chuẩn thường là 12 tháng hoặc sau bất kỳ sự kiện rơi rớt hoặc tác động nào.
Hiệu chuẩn đo nhiệt độ
Hiệu chuẩn cặp nhiệt điện và PT100 sử dụng bộ hiệu chuẩn khối khô chính xác hoặc bể nhiệt độ tại ba điểm tham chiếu: môi trường xung quanh (25°C), tầm trung (100°C), và gần nhiệt độ dự kiến tối đa (150–200°C tùy thuộc vào loại động cơ). So sánh từng đầu ra cảm biến với tham chiếu bộ hiệu chuẩn. Cần phải hiệu chỉnh hoặc thay thế hệ số nếu sai số vượt quá ±0,5°C đối với PT100 hoặc ±1°C đối với cặp nhiệt điện loại K.
Khoảng thời gian hiệu chuẩn và tài liệu
| Kênh | Khoảng thời gian được đề xuất | Kích hoạt để hiệu chuẩn lại sớm |
|---|---|---|
| Bộ chuyển đổi mô-men xoắn | 12 tháng | Tác động/sự cố, thay thế khớp nối, >5°C trôi dạt xung quanh |
| Bộ mã hóa tốc độ | 24 tháng | Thay thế vòng bi, thay thế bộ mã hóa |
| Máy phân tích điện | 12 tháng | Thả/va chạm, cập nhật chương trình cơ sở ảnh hưởng đến việc đo lường |
| Cặp nhiệt điện / PT100 | 12 tháng hoặc 2,000 giờ sử dụng | Sát thương vật lý, tiếp xúc kéo dài trên nhiệt độ định mức |
| Khối lượng tham chiếu hiệu chuẩn | 36 tháng | Thiệt hại hoặc ô nhiễm có thể nhìn thấy |
Mỗi lần hiệu chuẩn phải tạo ra một chứng chỉ hiệu chuẩn ghi lại: số sê-ri dụng cụ, ngày hiệu chuẩn, phương pháp hiệu chuẩn và chuẩn đối chiếu được sử dụng, kết quả hiệu chuẩn tại mỗi điểm, xác định đạt/không đạt, ngày hiệu chuẩn tiếp theo, và tên và chữ ký của kỹ thuật viên hiệu chuẩn. Chứng chỉ phải được lưu giữ ít nhất 7 năm đối với hệ thống chất lượng có thể kiểm toán được (ISO 9001, IATF 16949).
Ngân sách không chắc chắn: Cách thể hiện độ chính xác của phép đo của bạn
Khi báo cáo hiệu suất động cơ hoặc công suất đầu ra trong báo cáo thử nghiệm, độ không đảm bảo đo mở rộng U phải được nêu rõ. Đối với băng thử nghiệm lực kế, độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn tổng hợp u_c bao gồm cả sự đóng góp từ mô men xoắn (u_T), tốc độ (u_n), và máy phân tích điện (hướng lên), kết hợp theo phương cầu phương: u_c = √(u_T² + u_n² + u_P²). Độ không đảm bảo đo mở rộng U = k × u_c trong đó k=2 đối với 95% khoảng tin cậy. Dành cho ghế được hiệu chỉnh tốt với mô-men xoắn ±0,1%, ±0,01% tốc độ, và công suất ±0,1%: U ≈ ±0,14% đối với công suất đầu ra cơ học và ±0,17% đối với hiệu suất.
Câu hỏi thường gặp
Sự khác biệt giữa hiệu chuẩn và xác minh lực kế là gì?
Hiệu chuẩn xác định các hệ số hiệu chỉnh cần thiết để đưa phép đo phù hợp với tiêu chuẩn tham chiếu có thể theo dõi - nó có thể dẫn đến việc điều chỉnh thiết bị. Xác minh kiểm tra xem thiết bị đã đáp ứng thông số kỹ thuật mà không cần điều chỉnh hay chưa. ISO/IEC 17025 các phòng thí nghiệm được công nhận phân biệt hai. Đối với băng ghế thử nghiệm động cơ sản xuất, hiệu chuẩn hàng năm (có điều chỉnh nếu cần) là thực hành tiêu chuẩn. Giữa các lần hiệu chuẩn hàng năm, kiểm tra xác minh hàng quý xác nhận rằng không có sai sót nào xảy ra.
Ai có thể thực hiện hiệu chuẩn lực kế - nhà sản xuất hoặc bên thứ ba?
Cả hai đều là lựa chọn, nhưng chứng chỉ hiệu chuẩn phải được truy nguyên bất kể ai thực hiện công việc. Nhà sản xuất có thể hiệu chuẩn thiết bị của mình với điều kiện phòng thí nghiệm đo lường của họ có chứng nhận phù hợp (CNAS, DAkkS, Vương quốc Anh, hoặc tương đương). Các phòng thí nghiệm hiệu chuẩn của bên thứ ba thường được ưa thích để thử nghiệm chứng nhận vì tính độc lập của họ đáp ứng các yêu cầu của kiểm toán viên. Dùng cho sản xuất nội bộ, hiệu chuẩn của nhà sản xuất thường là đủ nếu chứng chỉ tham chiếu đến các tiêu chuẩn tham chiếu có thể truy nguyên.
Làm cách nào để biết liệu lực kế của tôi có cần hiệu chuẩn sớm hơn dự kiến hay không?
Các chỉ số chính của độ lệch hiệu chuẩn: (1) Sơ đồ điều khiển của động cơ tham chiếu ổn định (chạy cùng một động cơ hàng tuần và vẽ biểu đồ đọc mô-men xoắn - trôi >0.2% cuộc điều tra trát lệnh quy mô đầy đủ); (2) sự bất đồng trong việc đọc mô-men xoắn giữa các cảm biến dự phòng (>0.3% giữa hai đầu dò độc lập); (3) kiểm tra sau va chạm hoặc sau va chạm xác định bất kỳ cú sốc cơ học nào đối với chuỗi đo mô-men xoắn. Thiết lập kiểm soát quá trình thống kê (SPC) biểu đồ trên đầu ra băng ghế dự bị của bạn bằng cách sử dụng động cơ tham chiếu - đây là công cụ cảnh báo sớm nhạy cảm nhất hiện có.
Tôi có thể sử dụng động cơ tham chiếu đã được chứng nhận thay cho quả nặng để hiệu chỉnh mô-men xoắn không?
Một động cơ tham chiếu được chứng nhận (đặc tính mô-men xoắn so với dòng điện đã biết) có thể được sử dụng để kiểm tra xác minh nhưng không dùng để hiệu chuẩn sơ cấp. Độ không đảm bảo hiệu chuẩn của động cơ tham chiếu luôn lớn hơn tiêu chuẩn trọng lượng không tải - nó kết hợp độ không đảm bảo đo của chính bộ chuyển đổi mô-men xoắn với độ không đảm bảo hiệu chuẩn của động cơ tham chiếu. Hiệu chuẩn trọng lượng tĩnh vẫn là phương pháp duy nhất đạt được Cấp 0.1 sự không chắc chắn mà không có tham chiếu bậc cao hơn trong chuỗi.
Kiểm toán viên yêu cầu những tài liệu hiệu chuẩn nào đối với ISO 9001 Tuân thủ?
ISO 9001:2015 khoản 7.1.5 yêu cầu thiết bị đo phải được hiệu chuẩn hoặc kiểm tra định kỳ, được xác định để xác định trạng thái hiệu chuẩn của nó, được bảo vệ khỏi hư hỏng, và kèm theo hồ sơ hiệu chuẩn. Kiểm toán viên đặc biệt tìm kiếm: giấy chứng nhận hiệu chuẩn hiện tại cho tất cả các dụng cụ đo lường, một lịch trình hiệu chuẩn được ghi lại, bằng chứng cho thấy những phát hiện vượt quá dung nạp đã được giải quyết, và hồ sơ về cách xử lý các phép đo nghi ngờ trước đó. Chứng chỉ hiệu chuẩn từ các nguồn không được công nhận (nội bộ không truy xuất nguồn gốc) là một phát hiện kiểm toán phổ biến.
Nói chuyện với một kỹ sư
Cần trợ giúp lựa chọn thiết bị kiểm tra?
Hãy cho chúng tôi biết loại động cơ của bạn, dải công suất và các yêu cầu kiểm tra - chúng tôi sẽ đề xuất cấu hình băng ghế thử nghiệm phù hợp trong phạm vi 24 giờ.
