作動器校準規范編寫說明主要起草人：沙磊規范起草組2022年09月《作動器校準規范》編制說明一、任務來源2022年6月，起草單位：吉林省計量科學研究院正式向省廳提交了《作動器校準規范》立項申請書。近年來我院專業技術人員多次和汽車、軌道客車領域專家進行技術交流，對相關企業的多種作動器設備進行了現場調研，結合各種實際情況參考了幾種國家級檢定規程、校準規范，對企業的作動器設備進行了校準。由于我省這兩個行業的發展特別迅速，對于作動器的校準需求日益上漲，而目前國內，并沒有該設備的檢定規程或校準規范，針對這種情況，我院請示省廳后，決定撰寫該項目的地方校準規范。我院于2022年1月已經開始了該項目的各項準備和試驗工作，于6月聘請國內技術機構和行業7名專家組成論證組對該項目的進行了論證，結論為同意該地方校準規范制定。于９月啟動該項目編制報批工作，嚴格按照JJF1071—2010《國家計量校準規范編寫規則》和JJF1001、JJF1059等文件的要求，開展技術規范起草工作。二、立項必要性作動器是實施振動主動控制的關鍵部件，是主動控制系統的重要環節。作動器又名激振器，用于進行動力學試驗，是動力學試驗的出力裝置。作動器的作用是按照確定的控制規律對控制對象施加控制力。隨著振動主動控制技術的發展,對作動器的要求愈來愈高。近年來,在傳統的流體作動、氣體作動器和電器作動器的基礎上，研究開發出了多種智能型作動器，如壓電陶瓷作動器、壓電薄膜作動器、電致伸縮作動器、磁致伸縮作動器、形狀記憶合金作動器、伺服作動器和電流變流體作動器等。這些作動器的出現為實現高精度的振動主動控制提供了必要條件。我省的汽車、軌道客車行業的配套零部件企業對此設備的校準有極大的需求缺口。此前我院及幾個汽車、客車行業發達的兄弟省份計量院，都是參考專用工作測力機、工作測力儀的校準規范進行校準，該規范的制定能基本解決設備校準的依據問題。規范制定后，可以改變目前作動器無法實現量值溯源的情況，為作動器的校準工作提供可靠的技術依據，從而保證作動器量值的一致性和準確性，具有重大社會效益。三、規范制定計劃1.規范修訂任務批準立項后，起草小組在思想上、技術上、資料上作了充分的準備工作。2.起草小組對MTS\Honeywell\GTM等作動器的主要生產廠家的國內代理商和銷售企業、檢定機構進行了大量的調研并廣泛聽取了意見，對產品的生產狀況、出廠檢驗方法、作動器校準規范的溯源方法有了較深的了解和認識。3.規范起草人在調研和聽取意見的基礎上，在起草小組內部進行征求意見并討論相關問題，根據起草小組的討論結果及時進行修改，通過實驗形成數據支撐，編寫完成初稿。四、編制原則及技術依據1、編制原則規范起草組在制定該規范的過程中，按以下原則完成規范的起草工作：（1）參照國際標準和國家相關法律法規，并盡量與國家標準保持一致，保證規范的先進性和可行性；（2）在校準用設備的選擇上，既要采用先進的儀器設備，性能可靠，又要考慮經濟性和現場使用的便捷性；（3）在校準方法的設計上，既要保證主要技術指標的有效檢測，又要力求經濟適用，操作方便。2、技術依據規范編制過程中重點參考了以下規范、規程、標準：JJG455-2000《工作測力儀檢定規程》JJF1134-2005《專用工作測力機校準規范》JJF1305-2011《線位移傳感器校準規范》五、主要技術內容規范的主要內容包括：1）范圍，規定本規范適用的范圍；2）引用文件，編制本規范所引用的規范、規程、標準；3）術語和計量單位，定義本規范所出現的專用術語和計量單位；4）概述，簡要敘述作動器的工作原理和組成；5）計量性能，規定作動器的力值準確度等級和位移不確定度要求；6）校準條件，規定校準時的環境條件和校準使用的主標準器及配套設備；7）校準項目和校準方法，規定校準項目、校準步驟和校準結果計算；8）校準結果表達，規定校準結果的表達方式及內容；9）復測時間間隔，建議作動器的復校時間間隔；10）附錄，包括校準記錄的參考格式和校準證書（內頁）參考格式，力值及位移的測量結果的不確定度評定示例。六、規范內容要點說明1、適用范圍本規范適用于液壓伺服作動器、氣體作動器、電器作動器、電陶瓷作動器等各類（以下簡稱作動器）的校準，其他原理的作動器也可參考本規范執行。2、引用文件術語定義引用和參考了JJG455-2000《工作測力儀檢定規程》、JJF1134-2005《專用工作測力機校準規范》、JJF1305-2011《線位移傳感器校準規范》等相關內容。3、概述描述了作動器的用途、原理、結構和使用情況。4、計量特性4.1外觀：作動器應有永久性銘牌。銘牌上應有：名稱、型號、規格、準確度等級、制造廠名、出廠編號及日期。作動器應安裝在穩固的基礎上，其工作環境應清潔，應具有足夠的剛性和試驗空間以便進行各種試驗。作動器無永久變形和可見的外部滲油。4.2試驗力載荷：壓向≤5000kN，拉向≤500kN，（力值校準范圍并無硬性規定，如作動器原理相同或相似，大力值作動器也可參考本規范）進行分檔標定，示值精度每檔量程20%起±1%或±2%。校準方向：壓向為正。施加試驗力的過程應平穩、連續、無沖擊和顫動現象。4.3負荷傳感器,過載能力150%，示值精度±1%或±2%。4.4作動器位移：0~3000mm以內，示值精度20%起±0.5%FS。位移傳感器必須與作動器同軸安裝。4.5作動器整體應包含但不限于：主機框架（含作動器主體），伺服閥，負荷傳感器（拉力壓力），位移傳感器，油源（氣源），電機，高壓泵，控制系統等部件。5、校準條件5.1環境條件溫度：（10～35）℃，相對濕度：不大于80%5.2標準器5.2.1標準測力儀及配套儀表一套：準確度等級0.3級；5.2.2激光跟蹤儀，絕對測距（ADM)誤差：MPE：(16μm+0.810L)；數顯千分表，MPE:3μm5.2.3如需校準拉向力，需要有與作動器相匹配的鏈接螺栓、拉環、千斤頂及拉向力校準裝置。5.2.4專用砝碼，力值允差：±0.1%6、校準方法6.1外觀通過目測、手感等方法，檢查作動器主體整潔，標識清晰，結構完整。6.2試驗力載荷安裝相應量程的標準測力儀，使其受力軸線與作動器工作軸線相重合，且與作動器緊密相連顯示零點。如作動器工作方向不與地面垂直，則需用方箱、夾具、墊片等配套工具，固定作動器主體，使其可以在該位置穩定工作，不產生影響校準結果的位移和振動。沿受力方向施加標準力，以測力下限為初始點，其校準點間隔一般取上限的20%，在測力范圍內，一般均勻取點，不少于5個點。一般取上限的20%，40%，60%，80%，100%等5個點。然后沿受力軸線逐點遞增標準力值，至各校準點示值穩定后，記錄相應的數值，至力值上限，該過程校準進行3次。每次校準都要調零，每次校準過程結束后，隔30秒，再進行后續測量。表1校準項目序號校準項目說明1外觀符合校準要求即可2試驗力載荷示值進程實測平均值校準報告上僅給出其中之一項及相應不確定度示值相對誤差示值重復性相對誤差3位移示值誤差校準報告上僅給出其中之一項及相應不確定度重復性以專用砝碼或標準測力儀為準，在作動器上讀數,各項誤差按公式計算，校準結果應符合規定要求。6.3位移6.3.1長度測量軸（Z軸）示值誤差6.3.1.1以數顯千分表為標準器測量作動器測量范圍（0~150）mm長度測量軸示值誤差用數顯千分表為標準器進行校準。在測量范圍內至少選取均勻分布的5點作為校準點。在作動器伸縮方向安裝固定好千分表，要保持數顯千分表與移動方向平行，千分表安裝在作動器的移動液壓軸上，要確保千分表與測量軸保持平行，在作動器起始位置將數顯千分表及作動器顯示器清零，移動作動器的移動軸向位移至各校準點，作動器示值與作動器的示值之差即為各點示值誤差，上述過程重復測量3次，取平均值作為測量結果，測量結果中取其最大值為長度測量軸的示值誤差。6.3.1.2以跟蹤儀為標準器測量作動器測量范圍（150~3000）mm長度測量軸示值誤差用激光跟蹤儀為標準器進行校準。在測量范圍內至少選取均勻分布的5點作為校準點。在作動器伸縮方向安裝固定好跟蹤球，跟蹤球安裝在作動器的移動工作臺上，在作動器起始位置將激光跟蹤儀及作動器顯示器清零，移動作動器的移動工作臺至各校準點，作動器示值與激光跟蹤儀的示值之差即為各點示值誤差，上述過程重復測量3次，取平均值作為測量結果，測量結果中取其最大值為長