JJF(機械) 1002-2018 發(fā)動機試驗臺架校準規(guī)范

中華人民共和國工業(yè)和信息化部JJF(機械)1002—2018發(fā)動機試驗臺架校準規(guī)范2018-04-30發(fā)布中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布JJF(機械)1002—2018發(fā)動機試驗臺架校準規(guī)范JJF(機械)1002—2018JJF(機械)1002—2018葉仁根(襄陽達安汽車檢測中心)周榮華(襄陽達安汽車檢測中心)涂遠揚(襄陽達安汽車檢測中心)李昕(襄陽達安汽車檢測中心)賈瑩瑩(襄陽達安汽車檢測中心)劉茹(襄陽達安汽車檢測中心)賈繼勇(襄陽達安汽車檢測中心)JJF(機械)1002—2018引言 1范圍 2引用文件 3概述 3.1試驗臺架 3.2非接觸式測功裝置 4計量特性 4.1外觀檢查 4.2溫度通道 4.3壓力通道 4.4油耗測量單元 4.5濾紙式煙度測量單元 4.6透射式煙度測量單元 4.7非接觸式測功裝置 5校準條件 5.1環(huán)境條件 5.2標準裝置 5.3輔助裝置 6校準項目和校準方法 6.1校準準備 6.2溫度通道校準 6.3壓力通道校準 6.4油耗測量單元校準 6.5濾紙式煙度測量單元校準 6.6透射式煙度測量單元校準 6.7非接觸式測功裝置校準 (7)7校準結(jié)果表達 8復(fù)校時間間隔 附錄A測量不確定度評定 附錄B校準證書或校準報告內(nèi)容 JJF(機械)1002—2018Ⅱ發(fā)動機試驗臺架校準規(guī)范本規(guī)范適用于新制造、使用中和維修后的發(fā)動機試驗臺架(以下簡稱試驗臺架)的校準，其他類似設(shè)備可參照本規(guī)范進行校準。2引用文件JJG52—2013彈性元件式一般JJG617—1996數(shù)字溫度指示調(diào)節(jié)儀檢定規(guī)程JJG653—2003測功裝置檢定規(guī)程JJG847—2011濾紙式煙度計檢定規(guī)程JJG875—2005數(shù)字壓力計檢定規(guī)程JJG882—2015壓力變送器檢定規(guī)程JJG976—2010透射式煙度計檢定規(guī)程JJG1038—2008科里奧利質(zhì)量流量計檢定規(guī)程凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)范；凡是不注日期的引用文件其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。試驗臺架是用于測試發(fā)動機性能的專用設(shè)備，通常由非接觸式測功裝置、油耗測量單元、煙度計、溫度和壓力參數(shù)測量系統(tǒng)等部分組成。非接觸式測功裝置是指采用作用力與反作用力和力矩平衡原理測量轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的裝4計量特性試驗臺架應(yīng)有唯一性的識別標識，各部件操作靈活，顯示清晰，不應(yīng)有影響校準的14.2.1熱電偶型：測量范圍為(0～1000)℃;零值誤差不超出±0.3%FS(FS表示滿量程),示值誤差不超出±0.5%FS。4.2.2Pt100熱電阻型：測量范圍為(0～200)℃;零值誤差不超出±0.2℃,示值誤差4.3壓力通道測量范圍為(-100～1000)kPa;零值誤差不超出±0.2%FS,示值誤差不超出士1%FS。4.4.1對于使用高精度電容式傳感器的重量測量原理的油耗測量單元，其精度檢查結(jié)果不超出土0.1%。4.4.2對于使用應(yīng)變式傳感器并經(jīng)稱重測量油耗量的油耗測量單元，其精度檢查結(jié)果不超出土1%。4.4.3對于使用科里奧利原理的油耗測量單元，其精度檢查結(jié)果不超出±0.5%。4.5濾紙式煙度測量單元4.5.1.2重復(fù)性：不超過0.2BSU。4.6透射式煙度測量單元4.6.1.1示值范圍：(0～98.6)%。4.6.1.4零點漂移：在30min內(nèi)，煙度計的漂移不超出±1.0%。4.6.2.3示值的不一致性：指儀表的光吸收系數(shù)K的示值與按儀表的吸收比N公式計算得到的光吸收系數(shù)K值之間的差值。不得大于0.05m-1。2JJF(機械)1002—2018級別ABC回零誤差模擬指示裝置不超出士0.2個分度值數(shù)字指示裝置不超出士1個字轉(zhuǎn)矩示值相對分辨力不大于轉(zhuǎn)矩測量下限允許誤差的1/2相對靈敏閾S%FS轉(zhuǎn)矩示值誤差Wg%FS不超出±0.2不超出士0.5不超出士1.0示值重復(fù)性誤差R。%FS示值進回程差Hg%FS不超出±0.2不超出±0.5不超出±1.0轉(zhuǎn)速示值誤差δ%FS不超出±0.1不超出±0.2不超出±0.5示值重復(fù)性誤差R,%FS注：上述技術(shù)要求僅供參考。5校準條件校準時環(huán)境溫度為(0～40)℃、相對濕度不大于85%。標準裝置見表2。表2標準裝置序號儀器名稱準確度等級/示值允許誤差/測量不確定度1標準砝碼2標準測力儀(選用)0.3級3標準光電轉(zhuǎn)速表允許誤差應(yīng)不大于被校轉(zhuǎn)速裝置允許誤差的1/34標準煙度卡測量不確定度為0.2BSU(k=2)5標準中性濾光片6溫度校驗儀熱電偶型：土0.1%FS熱電阻型：±0.1℃7壓力標定器土0.075%FS8量筒量程為(0～500)mL,A級9秒表水平儀分度值不大于0.1mm/m專用杠桿：示值誤差不超出±0.1%?？蛇x用生產(chǎn)廠商的校驗杠桿。3JJF(機械)1002—20186校準項目和校準方法溫度顯示溫度通道溫度校驗儀溫度顯示溫度通道6.2.2對每一個溫度通道，在其測量范圍內(nèi)，均勻選擇至少5個校準點(也可以根據(jù)送校單位的要求選擇校準點),用溫度校驗儀輸入標準溫度值，每個校準點重復(fù)測量3次，對熱電偶型溫度通道，按公式(1)計算示值誤差。4——第i校準點儀表3次示值的平均值，℃;T——第i校準點溫度校驗儀示值，℃;對Pt100熱電阻型溫度通道，按公式(2)計算示值絕對誤差。8——第i校準點示值誤差，℃;t;——第i校準點儀表3次示值的平均值，℃;6.3.1接線方式如圖2所示。壓力傳感器壓力顯示壓力標定器壓力傳感器壓力顯示圖2壓力傳感器校準接線方式6.3.2對每一個壓力傳感器，在其測量范圍內(nèi)，均勻選擇至少5個校準點(也可以根據(jù)送校單位的要求選擇校準點),用壓力標定器輸入標準壓力值，每個校準點重復(fù)測量34JJF(機械)1002—2018按公式(3)計算示值誤差。均勻選擇至少5個校準點(也可以根據(jù)送校單位的要求選擇校準點),用標準砝碼加載，每個校準點重復(fù)測量3次，分別讀取各點相應(yīng)的儀表示值。按公式(4)計算精度誤差。m——第i校準點儀表3次示值的平均值，g;準點(也可以根據(jù)送校單位的要求選擇校準點)做精度檢查，分別讀取各點的精度檢查3),測量3次。按公式(5)計算漂移量。AP=Ymx-Y?5用R約為5.0BSU的標準煙度卡，連續(xù)5次插入煙度計讀取煙度計示值。5次煙度計示值與標準煙度卡標準值之間的最大差值為重復(fù)性。首先插入R,約為5.0BSU的標準煙度卡對煙度計進行校準，把儀表調(diào)整到標準煙度卡的標準值處，然后依次插入R約為3.0BSU、7.0BSU的標準煙度卡，分別讀取標準煙度計示值，重復(fù)3次，取平均值，其平均值與標準煙度卡的標準值之差即為示煙度計放置好濾紙(見圖3),將取樣軟管一端與煙度計取樣入口端相連接，另一端與抽氣裝置上端管相連接，確保無漏氣現(xiàn)象，開啟閥A使量筒內(nèi)的壓力與外界壓力平衡之后即關(guān)閉閥A。操作煙度計的抽氣泵使之抽氣，使量筒內(nèi)液面上升，量筒內(nèi)水液上升的容積即為抽氣量，重復(fù)測量3次，取平均值為校準值。按上述方法用秒表測定的活塞運動時間即為抽氣時間(抽氣時間的校準可以與抽氣量的校準同時進行),重復(fù)測量3次，取平均值為校準值。在抽氣量校準的同時，量筒內(nèi)液面上升后狀態(tài)保持1min,液面下降的容積即為泄漏量，重復(fù)測量3次，取平均值為校準值。6.6透射式煙度測量單元校準根據(jù)儀表說明書的規(guī)定，調(diào)節(jié)吸收比N零位。插入不透光遮光片使光接收器完全被遮住時，觀察煙度計的示值范圍及分辨力。6JJF(機械)1002—2018值。重復(fù)測量3次，取3次示值平均值作為校準值。按公式(6)計算示值誤差。Av,——第i校準點(i=1、2、3)吸收比示值誤差，%;N?——第i校準點3次吸收比示值的平均值，%;A?——第i校準點標準中性濾光片相對應(yīng)的吸收比值，%。煙度計示值穩(wěn)定后再次調(diào)節(jié)零位，并讀取示值。每隔10min觀察煙度計示值，連續(xù)3次。30min內(nèi)，4次示值間的最大差值即為校準值。根據(jù)儀表說明書調(diào)節(jié)光吸收系數(shù)K零位。插入不透光遮光片使光接收器完全被遮在吸收比N示值誤差校準的同時進行，根據(jù)3個校準點顯示的吸收比N和光吸收系數(shù)K示值，按公式(7)計算其不一致性。轉(zhuǎn)矩示值相對分辨力a按公式(8)計算。指示裝置的指針或數(shù)字顯示有明顯變動。轉(zhuǎn)矩測量裝置在空負荷及滿負荷的相對靈敏閾7JJF(機械)1002—2018S按公式(9)計算。T——被校非接觸式測功裝置轉(zhuǎn)矩測量范圍的上限值，N·m。6.7.3.1安裝好專用杠桿，使非接觸式測功裝置處于平衡狀態(tài)。衡量其是否處于平衡狀態(tài)的方式是：使專用杠桿與鎖緊機構(gòu)脫開后，在制動器軸線兩側(cè)(平衡重塊或力臂杠桿上),分別施加不大于1個分度值的力矩，使其定子均能向施加力矩的方向自由地擺動。6.7.3.2非接觸式測功裝置的指示裝置調(diào)零，施加轉(zhuǎn)矩至上限值后卸除轉(zhuǎn)矩，檢查其指示裝置的回零情況，并重新調(diào)零。6.7.3.3在規(guī)定的測量范圍內(nèi)均勻選取不少于5個校準點(也可以根據(jù)送校單位的要求選擇校準點),沿預(yù)扭方向(如順時針),通過標準砝碼或者標準測力儀，按校準點逐級施加轉(zhuǎn)矩至上限值，再逐級卸除轉(zhuǎn)矩，待校準點示值穩(wěn)定后分別讀取進程和回程過程中的轉(zhuǎn)矩示值。此過程重復(fù)進行3次。用相同的方法校準反方向的轉(zhuǎn)矩示值。按公式(10)計算轉(zhuǎn)矩M。M=mgLcosθm——加載標準砝碼的質(zhì)量，kg;式(11)、公式(12)和公式(13)計算。T?——進程中3次轉(zhuǎn)矩示值的算術(shù)平均值，N·m;8JJF(機械)1002—2018上限值試轉(zhuǎn)1min,當無異常現(xiàn)象時，方可進行示準光電轉(zhuǎn)速表和非接觸式測功裝置的轉(zhuǎn)速示值，此過程重復(fù)進行3次。R,按公式(14)和公式(15)7校準結(jié)果表達效性說明、測量不確定度等(詳見附錄B)。8復(fù)校時間間隔試驗臺架的復(fù)校時間間隔由送校單位自定，建議不超過1年。9JJF(機械)1002—2018測量不確定度評定A.1.1測量方法JJF(機械)1002—2018在實際測量中，重復(fù)條件下測量3次，以3次測量結(jié)果的算術(shù)平均值為測量結(jié)果，A.1.3.1.2由熱電偶型溫度通道數(shù)顯量化誤差引入的標準不確定度分量u?熱電偶溫度顯示儀表的分辨力為±1℃,其量化誤差以等概率分布在半寬為0.5℃的由重復(fù)性引入的標準不確定度分量大于由分辨力引入的標準不確定度分量，因此可以不考慮由分辨力引入的標準不確定度分量。則由熱電偶型溫度通道測量引入的標準不A.1.3.2由溫度校驗儀引入的標準不確定度分量u(T)根據(jù)儀表的用戶手冊中提供的信息，輸出為熱電偶時的誤差限為0.03%讀數(shù)+0.006mV,以K型熱電偶、1000℃時為例，其標準不確定度分量為：u(T)=0.32℃A.1.4合成相對標準不確定度A.1.5相對擴展不確定度Un=2×0.066%=0.14%上述分析及計算得到熱電偶型溫度通道示值誤差測量JJF(機械)1002—2018δ=t-T;A.2.2.1方差u2(δ)=q2·u2(4)+c?2·u2(T)(A.8)(A.9)(A.10)(A.11)(A.12)表A.2Pt100熱電阻型溫度通道測量數(shù)據(jù)℃JJF(機械)1002—2018U=2×0.16℃=0.32℃A.3.2數(shù)學(xué)模型A.3.2.1方差因為各輸入量彼此獨立，依不確定度傳播定律：由公式(A.13)得方差：u2(δ)=q2·u2(p?)+c?2·u2(P)(A.15)u(p?)——被校壓力傳感器的標準不確定度分量；u(P)——壓力標定器的標準不確定度分量。A.3.2.2靈敏系數(shù)根據(jù)公式(A.16)、公式(A.17)得標準不確定度：A.3.3標準不確定度分量A.3.3.1由試驗臺架壓力測量引入的標準不確定度分量u(p)以機油壓力為例，機油壓力滿量程是1000kPa,選擇壓力200kPa輸入，進行10次獨立、等精度測量，測量結(jié)果見表A.3。得單次測量的實驗標準差： JJF(機械)1002—2018u(p?)=u?=0.225kPa根據(jù)儀表的用戶手冊提供的信息，壓力標定器的相對允許誤差為±0.075%FS,滿量程為2000kPa,U=2×0.09%=0.18%U=0.18%,k=2JJF(機械)1002—2018gJJF(機械)1002—2018A.4.3.2由標準砝碼引入的標準不確定度分量u(M?)上述分析及計算得到油耗測量單元精度檢查示值誤差測量結(jié)果的相對擴展不確定Ue=0.28%,k=2A.5.2數(shù)學(xué)模型JJF(機械)1002—2018A.5.2.1方差A(yù).5.2.2靈敏系數(shù)(A.26)(A.27)(A.28)(A.29)(A.30)表A.5透射式煙度測量單元測量數(shù)據(jù)%在實際測量中，重復(fù)條件下測量3次，以3次測量結(jié)果的算術(shù)平均值透射式煙度測量單元顯示儀表的分辨力為0.1%,其量化誤差以等概率分布在半寬JJF(機械)1002—2018標準中性濾光片的校準證書中給出的擴展不確定度為0.3%,k=2,則其標準不確定u(A)=0.3%/2=0.15%U=2×0.24%=0.48%U=0.48%,k=2JJF(機械)1002—2018以非接觸式測功機轉(zhuǎn)矩上限為1200N·m、轉(zhuǎn)矩比為1:1為例，選擇轉(zhuǎn)矩表A.6轉(zhuǎn)矩測量數(shù)據(jù)N·mJJF(機械)1002—2018A.6.3.2標準裝置引入的標準不確定度分量u(M)N·mM=mgLcosθ由校準專用杠桿引入的不確定度：查校準專用杠桿的校準證書，其允許誤差為當?shù)氐闹亓铀俣纫喇數(shù)貙嶋H重力加速度值取小數(shù)點后三位，其舍入誤差為±0.005m/s2。對滿量程的引用誤差，最大不確定度發(fā)生在轉(zhuǎn)矩值最大的情況下。以下以加載120kg標準砝碼(12個)的極端情況來分析：u(m)=500mg×12/√3=3464mg≈3.46×103kgu(g)=0.005m/g21√3=2.89×10~3m/s2u(L)=0.1%×1.02m/√3=5.89×10~*m校準時，校準專用杠桿上放置水平儀以確保水平。水平儀分度值為0.1mm/m,其不確定度為分度值的20%,則u(θ)=0.1×10-3×20%=2.0×10-?mm/mJJF(機械)1002—2018U=2×0.066%=0.14%Ur=0.14%,k=2按6.7的規(guī)定。8——轉(zhuǎn)速示值誤差；A.7.2.1方差JJF(機械)1002—2018以轉(zhuǎn)速上限值4000r/min為例，選擇轉(zhuǎn)速500r/min輸入，進行10次獨立、等精表A.7轉(zhuǎn)速測量數(shù)據(jù)r/min試驗臺架轉(zhuǎn)速顯示設(shè)備的分辨力為±1r/min,其量化誤差以等概率分布在半寬為JJF(機械)1002—2018A.7.3.2由標準光電轉(zhuǎn)速表引入的標準不確定度分量u(n)根據(jù)標準光電轉(zhuǎn)速表的技術(shù)指標，標準光電轉(zhuǎn)速表相對允許誤差為±0.1%,在500r/min時，標準光電轉(zhuǎn)速表的絕對允許誤差為土0.5r/min,其標準不確定度分量為：A.7.4相對標準不確定度A.7.5擴展不確定度按置信因子k=2,則擴展不確定度為：U=2×0.015%=0.030%上述分析及計算得到轉(zhuǎn)速示值誤差測量結(jié)果的擴展不確定度為：U=0.030%,k=2A.8濾紙式煙度測量單元示值誤差測量結(jié)果的不確定度評定A.8.1測量方法按6.5的規(guī)定。A.8.2數(shù)學(xué)模型其示值誤差數(shù)學(xué)模型為：Y;——第i校準點儀表3次示值的平均值，BSU;Y——第i校準點標準煙度卡相對應(yīng)的示值，BSU。因為各輸入量彼此獨立，依不確定度傳播定律：u(Y)——被校濾紙式煙度測量單元的標準不確定度分量u(Y)——標準煙度卡的標準不確定度分量。JJF(機械)1002—2018A.8.2.2靈敏系數(shù)A.8.3標準不確定度分量對濾紙式煙度測量單元進行10次獨立、等精度測量，測量結(jié)果見表A.8。BSU在實際測量中，在重復(fù)條件下測量3次，以3次測量結(jié)果的算術(shù)平均值為測量結(jié)果，A.8.3.1.2由濾紙式煙度測量單元數(shù)顯量化誤差引入的標準不確定度濾紙式煙度測量單元顯示儀表的分辨力為0.1BSU,其量化誤差以等概率分布在半由重復(fù)性引入的標準不確定度分量大于由分辨力引入的標準不確定u(Y)=M?=0.052BSU則其標準不確定度JJF(機