國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)音波式皮帶張力計(jì)校準(zhǔn)規(guī)范

1、了F蘆中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JJF 12162021音波式皮帶張力計(jì)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)Calibration Specification forSonic Belt Tension Meters202105一侶發(fā)布2021一08一侶實(shí)施國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布一一。、音波式皮帶張力計(jì)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)00JJF 1216-20212Calibration Specification for 00Sonic Belt Tension Meters 一。，本標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局于2021年5月18日批準(zhǔn)，并自2021年8月18日起施行。歸口單位：全國(guó)聲學(xué)計(jì)量技術(shù)委員會(huì)起草單位：上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)

2、研究院 陜西師范大學(xué)應(yīng)用聲學(xué)研究所本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)聲學(xué)計(jì)量技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)解釋本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人： 安兆亮(上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院) 吳勝舉(陜西師范大學(xué)應(yīng)用聲學(xué)研究所)參加起草人： 張貴仁(上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院) 周子煒(上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院)JJF 12162021目錄1范圍(1)2引用文獻(xiàn) (1)3術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位(1)4概述 (1)5計(jì)量特性 (1)51頻率示值誤差(1)52聲信號(hào)靈敏度特性(2)53張力測(cè)量值與計(jì)算值的偏差(2)6校準(zhǔn)條件 (2)61校準(zhǔn)環(huán)境條件(2)62計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器和主要配套設(shè)備(2)7校準(zhǔn)工程和校準(zhǔn)方法(2)71校準(zhǔn)工程(2)72校準(zhǔn)方法 (2)8校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)(4)

3、81校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理(4)82校準(zhǔn)證書(shū) (4)83校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度評(píng)定(4)9復(fù)校時(shí)間間隔 (4) 附錄A校準(zhǔn)證書(shū)內(nèi)容 (5) 附錄B校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評(píng)定實(shí)例 (7) 附錄c音波張力計(jì)使用中的適用性 (9)JJF 1216-2021音波式皮帶張力計(jì)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)1范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于測(cè)量傳動(dòng)帶靜態(tài)張力的音波式皮帶張力計(jì)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)音波張力計(jì))的校準(zhǔn)。2引用文獻(xiàn)本標(biāo)準(zhǔn)引用了以下文獻(xiàn)：JJG 1882002 聲級(jí)計(jì)JJG 455 2000 工作測(cè)力儀JJF 1001-1998 通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義JJF 1034-2005 聲學(xué)計(jì)量名詞術(shù)語(yǔ)及定義JJV 10591999測(cè)量不確定度評(píng)定與表示 GBT 3102

4、71993聲學(xué)的量和單位 使用本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)注意使用上述引用文獻(xiàn)的現(xiàn)行有效版本。3術(shù)語(yǔ)和計(jì)量單位本標(biāo)準(zhǔn)采用JJF 1034-2005中有關(guān)的名詞術(shù)語(yǔ)和定義以及GBT 31027 1993中規(guī)定的量和單位。4概述音波張力計(jì)是以聲學(xué)方式測(cè)量傳動(dòng)帶靜態(tài)張力的非接觸式測(cè)力儀，其工作原理是通 過(guò)對(duì)靜態(tài)張緊狀態(tài)下的皮帶受沖擊后振動(dòng)固有頻率進(jìn)行測(cè)量計(jì)算處理得到皮帶張力。音波張力計(jì)主要由傳聲器、頻率測(cè)量單元、控制單元、顯示單元和計(jì)算軟件等局部 構(gòu)成。為了便于測(cè)量大多音波張力計(jì)還配有可以任意彎曲的延長(zhǎng)桿。音波張力計(jì)根據(jù)測(cè)得的頻率，按以下公式計(jì)算皮帶張力：T一4MwS2f2 (1)式中：T皮帶張力，N； M一皮帶單

5、位長(zhǎng)度單位寬度的質(zhì)量，kgm2； w一一皮帶寬度，m；5兩皮帶輪跨距，m；，振動(dòng)固有頻率(基頻)，Hz。 測(cè)試時(shí)，M，W，S由測(cè)試人員手工輸入。5計(jì)量特性51頻率示值誤差1JJF 121612021音波張力計(jì)的工作頻率主要集中在10Hz600Hz范圍內(nèi)，少數(shù)具有高頻測(cè)試擋位 的音波張力計(jì)的工作頻率可以到達(dá)5kHz。所有頻率點(diǎn)的示值誤差一般不超過(guò)2；換 擋誤差一般不超過(guò)1。52聲信號(hào)靈敏度特性 音波張力計(jì)能夠得到穩(wěn)定聲信號(hào)響應(yīng)的最低聲壓。音波張力計(jì)在125Hz聲信號(hào)頻率點(diǎn)，聲壓70dB時(shí)，一般應(yīng)有穩(wěn)定響應(yīng)，即示值誤差一般不超過(guò)2，聲信號(hào)靈敏 度特性一般不超過(guò)該值5dB。53張力測(cè)量值與計(jì)算值的偏

6、差 音波張力計(jì)張力測(cè)量值與計(jì)算值的偏差一般不超過(guò)5。 注：以上所有指標(biāo)不是用于合格性判別，僅提供參考。6校準(zhǔn)條件61校準(zhǔn)環(huán)境條件 溫度：(1035)； 相對(duì)濕度：(2080)； 大氣壓力：(86106)kPa； 室內(nèi)A計(jì)權(quán)環(huán)境噪聲：45dB。62計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器和主要配套設(shè)備621正弦信號(hào)發(fā)生器 正弦信號(hào)發(fā)生器的頻率范圍為10Hz20kHz，頻率誤差應(yīng)優(yōu)于025，幅值穩(wěn)定性應(yīng)優(yōu)于4-002dB。622耦合腔 耦合腔在10Hz10kHz頻率范圍內(nèi)，諧波失真小于3。623聲級(jí)計(jì)聲級(jí)計(jì)等級(jí)為2級(jí)，具有I，計(jì)權(quán)。7校準(zhǔn)工程和校準(zhǔn)方法71校準(zhǔn)工程音波張力計(jì)校準(zhǔn)工程見(jiàn)表1。表1音波張力計(jì)校準(zhǔn)工程一覽表序號(hào)校準(zhǔn)工

7、程 計(jì)量特性條款號(hào)校準(zhǔn)工程對(duì)應(yīng)的條款號(hào)1外觀檢查 7212頻率示值誤差517223聲信號(hào)靈敏度特性527234張力測(cè)量值與計(jì)算值的偏差5372472校準(zhǔn)方法JJF 1216-2021721外觀檢查a)產(chǎn)品名稱(chēng)、型號(hào)、序列號(hào)、制造商名稱(chēng)或商標(biāo)等標(biāo)志應(yīng)清晰可辨、正確、不易 脫落；b)外殼各結(jié)構(gòu)件之間的連接應(yīng)結(jié)合緊密、接觸良好、不應(yīng)有機(jī)械損傷；c)控制鍵應(yīng)定位準(zhǔn)確，接觸可靠，操作靈活自如。722頻率示值誤差 a)音波張力計(jì)頻率示值誤差測(cè)量在耦合腔中完成，校準(zhǔn)裝置方框圖如圖1所示。 b)將音波張力計(jì)的傳聲器緊密地插入耦合腔中，并調(diào)用音波張力計(jì)頻率測(cè)試界面。正弦信號(hào)發(fā)生器通過(guò)耦合腔發(fā)出聲信號(hào)。在10Hz

8、100Hz頻率范圍內(nèi)間隔20Hz取點(diǎn) 測(cè)試；在100Hz600Hz頻率范圍間隔100Hz取點(diǎn)測(cè)試。對(duì)有高頻擋的音波張力計(jì)， 從500Hz起每間隔500Hz取點(diǎn)測(cè)試，直至量程上限。在每一頻率點(diǎn)上測(cè)量3次，記錄 音波張力計(jì)各校準(zhǔn)點(diǎn)的頻率示值。按公式(2)計(jì)算頻率示值誤差，每一頻率點(diǎn)3次測(cè) 量結(jié)果中的示值誤差最大值即為該頻率示值誤差。c)對(duì)有不同頻率測(cè)量擋位的音波張力計(jì)，低頻中頻的換擋誤差在100Hz頻率點(diǎn)測(cè) 量，中頻高頻的換擋相對(duì)誤差在500Hz頻率點(diǎn)測(cè)量。按公式(3)計(jì)算頻率換擋誤差。示值誤差如按式(2)計(jì)算：甌一半100ff(2)1換擋誤差翰按下式計(jì)算：ff玨一2生-生100(3)J r式中：

9、頻率示值，Hz；產(chǎn)一頻率標(biāo)準(zhǔn)值，Hz；正一 兩相鄰頻率擋中較小一擋測(cè)得的頻率示值，Hz。723聲信號(hào)靈敏度特性a)音波張力計(jì)聲信號(hào)靈敏度測(cè)量在耦合腔中完成，校準(zhǔn)裝置方框圖如圖1所示。音波式皮帶 張力計(jì)傳聲器圖1頻率示值誤差校準(zhǔn)方框圖b)將音波張力計(jì)的傳聲器緊密地插入耦合腔中，并調(diào)用音波張力計(jì)頻率測(cè)試界面。 將正弦信號(hào)發(fā)生器信號(hào)頻率設(shè)為125Hz，用音波張力計(jì)測(cè)量頻率。不斷調(diào)節(jié)信號(hào)幅值， 尋找連續(xù)測(cè)量lo次測(cè)量值的示值誤差不超過(guò)2的最小幅值，記錄該正弦信號(hào)發(fā)生器 的幅值。3nF 1216_一2021c)將聲級(jí)計(jì)傳聲器緊密插入耦合腔中，測(cè)試計(jì)權(quán)設(shè)為L(zhǎng)計(jì)權(quán)，將正弦信號(hào)發(fā)生器 信號(hào)頻率設(shè)為125Hz，

10、調(diào)節(jié)幅值與b)中記錄值相同，記錄這時(shí)的聲壓級(jí)。724張力測(cè)量值與計(jì)算值的偏差 a)音波張力計(jì)聲信號(hào)靈敏度測(cè)量在耦合腔中完成，校準(zhǔn)裝置方框圖如圖1所示。 b)調(diào)用音波張力計(jì)張力測(cè)試界面，手動(dòng)輸入M，W，S值，可將M，值設(shè)為10，S值設(shè)為1000。c)將音波張力計(jì)的傳聲器緊密地插入耦合腔中，正弦信號(hào)發(fā)生器信號(hào)頻率設(shè)為100Hz，用音波張力計(jì)測(cè)量張力并記錄該值。測(cè)試中所用的聲信號(hào)不宜過(guò)大，以音波張 力計(jì)能穩(wěn)定地接收到聲音為宜。d)改變正弦信號(hào)發(fā)生器信號(hào)頻率為10 Hz，50 Hz，500 Hz，重復(fù)以上步驟。e)由公式(1)得到張力計(jì)算值，張力測(cè)量值減去該張力計(jì)算值即為張力測(cè)量值與 計(jì)算值偏差。fl

11、校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)81校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理 所有的數(shù)據(jù)應(yīng)先計(jì)算，后修約。出具校準(zhǔn)數(shù)據(jù)均保存三位有效數(shù)字。82校準(zhǔn)證書(shū) 音波式皮帶張力計(jì)經(jīng)校準(zhǔn)后發(fā)給校準(zhǔn)證書(shū)。 校準(zhǔn)證書(shū)應(yīng)包括的信息及推薦的校準(zhǔn)證書(shū)的內(nèi)頁(yè)格式見(jiàn)附錄A。83校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度評(píng)定音波張力計(jì)校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度按JJF 1059的要求評(píng)定，不確定度評(píng)定的實(shí)例見(jiàn)附錄B。9復(fù)校時(shí)間間隔音波張力計(jì)的復(fù)校時(shí)間間隔建議為1年。 然而，復(fù)校時(shí)間間隔的長(zhǎng)短取決于其使用 情況，如環(huán)境條件、使用頻率及測(cè)量對(duì)象等， 因此，使用單位可根據(jù)實(shí)際使用情況自主 決定復(fù)校的時(shí)間間隔。4JJF 1216-2021附錄A校準(zhǔn)證書(shū)內(nèi)容A1校準(zhǔn)證書(shū)應(yīng)至少包括以下信息：1)標(biāo)題，如“校

12、準(zhǔn)證書(shū)；2)證書(shū)的編號(hào)、頁(yè)碼及總頁(yè)數(shù)；3)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的名稱(chēng)和地址；4)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期；5)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)；6)送校單位的名稱(chēng)和地址；7)被校音波式皮帶張力計(jì)明確標(biāo)識(shí)；8)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的名稱(chēng)及代號(hào)；9)校準(zhǔn)所用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的名稱(chēng)、技術(shù)參數(shù)及有效性說(shuō)明；10)校準(zhǔn)時(shí)的環(huán)境條件；11)校準(zhǔn)結(jié)果；12)校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度的說(shuō)明；13)復(fù)校時(shí)間間隔的建議；14)校準(zhǔn)人簽名、核驗(yàn)人簽名、批準(zhǔn)人簽名；15)校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明；16)未經(jīng)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室書(shū)面批準(zhǔn)，不得局部復(fù)制校準(zhǔn)證書(shū)的聲明。 A2音波張力計(jì)校準(zhǔn)證書(shū)格式(推薦使用)如下：JJF 12162021共頁(yè)第頁(yè)校準(zhǔn)證書(shū)證書(shū)編號(hào) 送校儀器名

13、稱(chēng)：送校儀器標(biāo)示編號(hào) 校準(zhǔn)技術(shù)依據(jù)：送校單位名稱(chēng)： 送校單位地址： 校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室名稱(chēng)：校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室地址：校準(zhǔn)結(jié)果測(cè)量不確定度描述校準(zhǔn)環(huán)境條件：溫度 相對(duì)濕度 大氣壓力 校準(zhǔn)結(jié)果一、外觀檢查二、頻率示值誤差標(biāo)準(zhǔn)頻率 音波張力計(jì)頻率示值Hz示值誤差 換擋誤差HZ 123三、聲信號(hào)靈敏度特性 測(cè)試頻率125Hz，聲信號(hào)靈敏度 dB。四、張力測(cè)量值與計(jì)算值的偏差M；W；S標(biāo)準(zhǔn)頻率Hz 張力測(cè)量值N 計(jì)算值N 偏差1050100500備注： 校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效； 未經(jīng)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室書(shū)面批準(zhǔn)，不得局部復(fù)制校準(zhǔn)證書(shū)。 其他：校準(zhǔn)日期：建議復(fù)校時(shí)間間隔：校準(zhǔn)人簽名 核驗(yàn)人簽名： 批準(zhǔn)人簽名：JJF 1216-2

14、021附錄B校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評(píng)定實(shí)例音波張力計(jì)是以聲學(xué)方法實(shí)現(xiàn)力學(xué)量的測(cè)量，頻率測(cè)量是音波張力計(jì)能否精確測(cè)量 張力的關(guān)鍵。這里以“頻率示值誤差為例給出了不確定度評(píng)定實(shí)例。如圖1所示，將音波張力計(jì)的傳聲器緊密地插入耦合腔中，并調(diào)用音波張力計(jì)頻率 測(cè)試界面。信號(hào)發(fā)生器通過(guò)耦合腔發(fā)出聲信號(hào)。對(duì)5個(gè)頻率點(diǎn)做測(cè)試。每個(gè)頻率點(diǎn)重復(fù)10次，取10次示值的算術(shù)平均值作為音波張力計(jì)的校準(zhǔn)結(jié)果。在5個(gè)頻率點(diǎn)，取標(biāo)準(zhǔn) 差的最大的一組分析。B1數(shù)學(xué)模型 音波式皮帶張力計(jì)頻率示值相對(duì)誤差由按式(B1)給出8一(，一，)f (B1)式中：毋一第i個(gè)頻率點(diǎn)測(cè)量的頻率示值相對(duì)誤差；，一一對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)頻率，作用下音波張力計(jì)10次示

15、值的算術(shù)平均值；卜校準(zhǔn)音波張力計(jì)時(shí)施加的標(biāo)準(zhǔn)頻率。B2靈敏度系數(shù)由公式(B1)可以導(dǎo)出音波張力計(jì)頻率示值相對(duì)誤差的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度“。(候再習(xí)蓊而(B2)由于，和彼此獨(dú)立，C一1甜7的靈敏系數(shù)a fa艿，的靈敏系數(shù)。z百一一1故公式(B2)可簡(jiǎn)化為“。(占)=、“2(f)+“2(廠)(B3)B3標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類(lèi)評(píng)定 A類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來(lái)源于頻率測(cè)量的重復(fù)性。表B1中列出了不同頻率點(diǎn)10次頻率測(cè)試結(jié)果，取表中標(biāo)準(zhǔn)差的最大值作為A類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度?！癆o15 B4標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類(lèi)評(píng)定 B41音波張力計(jì)的示值估讀偏差音波張力計(jì)為數(shù)字式指示裝囂，分辨力r為其末位有效數(shù)字的一個(gè)增量，按均勻分 布估算

16、，取標(biāo)準(zhǔn)差最大的一組分析，得到一=一一U701023300JJF 1216-2021表B1不同頻率點(diǎn)10次頻率測(cè)試結(jié)果參考頻率Hz 50lOO200300 500150O 100200300 501250O 998 2002995003499 100199300500450O 101200300499500 100200300500測(cè)量次數(shù)650O 1002003005007500 lOO1992995008500 1002003004999499 998 200300500 lO 50O 100200300 500標(biāo)準(zhǔn)差O09 O09 011 015 014B42正弦信號(hào)發(fā)生器的頻率誤差 頻

17、率測(cè)量時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)頻率聲信號(hào)由正弦信號(hào)發(fā)生器和耦合腔的組合系統(tǒng)提供，頻率的誤差主要由信號(hào)源，即正弦信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生，耦合腔引起的誤差可以忽略不計(jì)。 在規(guī)定的環(huán)境條件下，溫度、相對(duì)濕度等參數(shù)引起的不確定度通常可以忽略不計(jì)。正弦信號(hào)發(fā)生器的頻率誤差為025，按均勻分布估計(jì)，取一3，那么“R200025i一015B5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定 頻率示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度的來(lái)源及數(shù)值匯總于表B2中。表B2頻率示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度的來(lái)源及數(shù)值匯序號(hào) 工程符號(hào) 分類(lèi) 標(biāo)準(zhǔn)不確定度數(shù)值1頻率測(cè)量的重復(fù)性“A A0152音波張力計(jì)示值估讀偏差“Bl B O103正弦信號(hào)發(fā)生器的頻率誤差UB2 B 015

18、由于表B2中各分量獨(dú)立無(wú)關(guān)，故合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為Uc(艿)一、佤再磊麗一o23取包含因子k=2，那么測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為 U一2H。(d)一2023一o46o58JJF 1216-2021附錄C音波張力計(jì)使用中的適用性使用音波張力計(jì)測(cè)試皮帶張力時(shí)，皮帶的材質(zhì)、寬度、厚度都會(huì)對(duì)張力值的測(cè)量產(chǎn)生偏離 計(jì)算值的實(shí)際影響，因此可能需要進(jìn)行修正方能準(zhǔn)確測(cè)量，修正系數(shù)通常由生產(chǎn)廠家給出。如無(wú)可依據(jù)的技術(shù)資料，音波張力計(jì)對(duì)指定皮帶的適用性可由以下方法簡(jiǎn)單確定：a)選用實(shí)際情況下所用的皮帶，并配以適合的皮帶輪，安裝在圖C1所示的裝置 上。兩皮帶輪的中心距離應(yīng)大于兩輪直徑和的15倍。b)將測(cè)力儀調(diào)零，接人皮帶中，調(diào)節(jié)右側(cè)張力調(diào)節(jié)旋鈕將皮帶繃