摆锤式冲击试验机计量标准技术报告
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计量标准技术报告
计量标准名 摆锤式冲击试验机检
称
定装置
建立计量标准 德州市计量检定 单位 测试所
计量标准负 责人
王玉良
筹建起止日 期
2013年 7月 1 日
说明
1． 申请建立计量标准应填写《计量标准技术报 告》。计量标准考核合格后有申请单位存档。
2． 《计量标准技术报告》由计量标准负责人填 写。
3． 《计量标准技术报告》由计算机打印或墨水笔 填写，要求字迹工整清晰。
UD=81.9×1.5%=1.23J 其标准不确定度分别为 =2.03/2=1.02J =0.3J =2.04J =0.62J 本次检定过程的环境温度完全符合检定规程及标准冲击试样的 要求，故不考虑温度效应所引起的不确定度分量。另外，冲击试验 机读数及回零导致的影响已包含在测量重复性之中，在此也不作考 虑。 五、标准不确定度一览表（见表2）
九、检定或校准结果的测量不确定度评定（间接检定）
八、不确定度报告 当标准冲击能量为28.6J时，试样冲断时的实际吸收能量 30.6J，其扩展不确定度 UB=0.7J（k=2）。 当标准冲击能量为81.9J时，试样冲断时的实际吸收能量 83.3J，其扩展不确定度 UD=1.3J（k=2）。 当标准冲击能量为127J时，试样冲断时的实际吸收能量 124.2J，其扩展不确定度 UR=2.7J（k=2）。 当标准冲击能量为240J时，试样冲断时的实际吸收能量 244.8J，其扩展不确定度 UC=4.8J（k=2）。
陕西 测绘 仪器 计量 监督 检定 中心
一年
标准冲 击样品
BCY
L、M、 H、UH
＜40J U≤1.2J； ≥40J U≤3.0%KR
国家
钢铁 一
钢铁研究总院 材料
测试 年
中心
游标卡 尺
1000mm
（0～ 1000） mm
MPE： ±0.02mm
德州
上海量具刃具 厂10034J4
市计 量检 定测
一 年
1块 2块 3块 4块 5块 A 127 125.8 125.0 121.0 125.0 124.0 B 28.6 30.9 30.4 30.2 30.6 30.9 C 240 242.4 243.9 243.0 245.5 249.0 D 81.9 83.0 83.2 83.0 83.7 83.5
九、检定或校准结果的测量不确定度评定（间接检定）
则 四、标准不确定度分量的计算 1.标准冲击试样重复测量引入的标准不确定度分量 同一个能量级用5块标准试样进行冲击试验，所得测量值即试样 冲断时的实际吸收能量值，如表1所示。 表1 冲击试验所得测量值
试样组 标准试 样的标 准能量 值KR(J) 测量 值KVi(J)
≥40J MPE:±6%
七、计量标准的测量重复性试验
对一台摆锤式冲击试验机，使用冲击试验机检定仪进行检测， 在重复条件下对摆锤重力进行测量，测得结果如下：
测量次数
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
测量结果 （N）
215.10 214.96 214.63 214.98 214.90 214.92 215.15 214.78 214.89 214.90 214.92
直接测量法
计量标准名称：摆锤式冲击试验机检定装置 测量范围：（0～600）J 直接检定：力值:0.1级；角度:MPE:±5′ 间接检定：标准冲击样品
＜40J U≤1.2J ≥40J U≤3.0%
计量器具名称：摆锤式冲击试验机 测量范围：（0～600）J
直接检定：摆锤的初始势能 MPE:±1.0%
间接检定：示值误差 ＜40J MPE:±2.4J
≥40J U≤3.0%
五、环境条件
项目
要求
实际情况
温度
23℃±5℃
22.0℃
结论 合格
六、计量标准的量值溯源和传递框图
上级 计量 标准
计量 标准 装置
被测 计量 器具
力标准机 0.03级
西北国家计量测试中心 精密水准仪经纬仪综合检验仪
±0.5″
光学经纬仪 2″
陕西测绘仪器计量监督检定中心 定度/比对
根据JJG145-2007的规定，通常检定的温度范围应为（23±5）℃， 检定时温度应稳定，温度变化不应超过2℃.在检定时，温度控制在
（20±2）℃（与标准冲击试样的校准温度20℃相吻合），且温度变 化不超过2℃.
3.标准样式 非V形缺口的标准冲击试样分4组，每组5块。 4.被检对象 JB-30A冲击试验机。最大冲击能量为300J。 5.检定方法 按照JJG145-2007的要求进行，同一能量级分别使用5块标准冲击 试样，将标准冲击试样放在冲击试验机支座上，将摆锤扬起进行冲 击，测量其实际冲击能量。 二、数学模型 依据上面的测量方法，得到如下数学模型： 式中：——冲击试验机的示值误差；——该组标准试样的标准能 量值；——试样冲断时5次实际吸收能量的平均值。 式中：——试样冲断时单次的实际吸收能量。 三、方差及传播系数 1.方差 根据，可得 2.传播系数
同理：， 得单次测量结果的实验标准差为
同理：sB=0.31J, sC=2.65J,sD=0.31J 标准不确定度为u 同理： 2.标准试样引入的标准不确定度分量 根据标准冲击试样的校准证书可知，各能量级标准试样的扩 展不确定度（k=2）分别为 都用绝对误差表示，则扩展不确定度分别为
九、检定或校准结果的测量不确定度评定（间接检定）
目
录
一、建立计量标准的目的………………………………………………… （3） 二、计量标准的工作原理及其组成……………………………………… （3） 三、计量标准器及主要配套设备………………………………………… （4） 四、计量标准的主要技术指标…………………………………………… （5） 五、环境条件……………………………………………………………… （5） 六、计量标准的量值溯源和传递框图…………………………………… （6） 七、计量标准的重复性试验……………………………………………… （7） 八、计量标准的稳定性考核……………………………………………… （8） 九、检定或校准结果的测量不确定度评定……………………………… （9） 十、检定或校准结果的验证……………………………………………… （ 16 ） 十一、结 论
0.15 重复性小于测量不确定度评定中采用的重复性，此计量标准的重 复性符合要求。
八、计量标准的稳定性考核
直接检定 选一稳定的JB-300J摆锤式冲击试验机，对其摆锤在水平位置上的测定力F每隔一月，连续 测量，数据如下：
次数 力值
N 时间
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均值 2013.2.20 215.45 215.12 215.01 215.35 215.24 215.14 215.12 215.50 215.45 215.22 215.26 2013.3.25 215.10 214.78 215.45 215.69 215.87
u(xi) 不确定度来
源 ui(J)
ci ci∣ui∣(J) 测量重复性
0.85 1
0.85
0.14 1
0.14
1.19 1
1.19
0.14 1
0.14 标准试样
1.02 -1 1.02
0.3 -1 0.3
1.04 -1 1.04
0.62 -1 0.62
六、合成标准不确定度 由于各分量间不相关，故合成标准不确定度按下式计算： =1.33J 同理： 七、扩展不确定度 取包含因子k=2，其扩展不确定度按下式计算： UA=u（δKA）·k=2.7J 同理： UB=0.7J， UC=4.8J, UD=1.3J
量的摆锤的预仰角通过放大、A/D转换后，送入中央CPU进行处理后显 示，可按计算公式算出初始势能。 CJ-II型冲击试验机检定仪是由高精度测量显示仪表、角度传感器、力 传感器、技术传感器、伸缩支架等组成。
三、选计量标准器及主要配置设备
名称 型号
测量范 围
计
量
冲击试
标
验机检 定仪
DD-1-500N
(50～500)N
（力
准 值）
不确定度 或
准确度等 级或最大 允许误差
0.1级
检
检定
定周
或期
制造厂及 出厂编号
校
或
准复
机校
构间
隔
西安市帅奇电 器有限公司
750
西北 国家 计量 测试 中心
一年
器 冲击试
验机检
CJ-
定仪/ II/SCA110T- 0°～60°
倾角传
90
感器
MPE: ±5′
西安市帅奇电 器有限公司 111106/120204
这四组测量结果中的最大值与最小值之差为|215.26-215.13|=0.13(N)，相对表示为0.06%， 在该段时间内的稳定性小于该计量标准误差±0.1%。
证明摆锤式冲击试验机检定装置直接检定中计量标准所出据的量值稳定可靠。
九、检定或校准结果的测量不确定度评定（间接检定）
一、概述 1.检定依据 JJG145-2007《摆锤式冲击试验机》检定规程。 2.检定环境
MPE: ±0.029mm
10mm＜ R≤18mm
省计
沧州市长城量 量科
具有限责任公 司
学研 究院
一 年
要
MPE:
±0.035mm
配
1mm≤R≤3mm
山东
套
半径样
设板
备
R（1～ 6.5）mm
R（1～ 6.5）mm
MPE:
省计
±0.020mm 上海西成机械 量科 一
3mm＜R≤6mm MPE:
有限公司
九、检定或校准结果的测量不确定度评定（直接检定）
1、 概述 1.1 检定方法 依据 JJG145-2007《摆锤式冲击试验机检定规程》。 1.2 检定条件 23℃±5℃，检定时的温度应稳定，温度变化不应超过 2℃。 1.3、对象及模型的建立
直接检定法又称部件检定法，主要测量摆锤的重量，摆锤的长 度，摆锤的倾 角，然后推算摆锤的初始能量，数据模型如下：
试所
框式水 平仪
200mm
200mm
德州
MPE： ±0.02mm/m
山东潍坊量具 厂2079
市计 量检 定测
一 年
试所
塞尺
（0.02～ 1.00）mm
（0.02～ 1.00）mm
I级
中国上海 02240178
德州
市计 一
量检
定测 年
试所
6mm＜R≤10mm
山东
半径样 R（7～
主板
14.5）mm
R（7～ 14.5）mm
学研 究院
年
±0.024mm
德州
直角尺
300mm
(0～300)mm
U=0.06mm (k=2)
天津市宏海五 金工具厂
市计 量检 定测
一 年
试所
山东
游标万 能角度 0°～320° 0°～320°
尺
MPE：±2′
上海量具刃具 厂4-12030520
省计 量科 学研
一 年
Biblioteka Baidu
究院
山东
秒表
J9-1
（0～1）h
MPE： ±0.5s/d
的技术开关感应摆锤的摆动次数，同时仪表启动计时器计时，当摆锤 摆到规定次数时，仪表根据规程的要求自动计算出摆长。
当对摆锤力矩进行检定时，放在支撑架上的力传感器将感应到的力 值信号通过放大、A/D转换后，送入中央CPU进行处理后显示，可按计 算公式算出力矩。
当对初始势能进行检定时，放置在摆锤轴心上的角度传感器，将测
215.96 215.78 214.76 214.89 214.56 215.28 2013.4.28 214.78 215.78 214.60 214.69 214.98 214.75 215.12 215.36 215.78 215.45 215.13 2013.5.29 215.12 214.89 215.44 215.63 215.98 215.45 214.78 214.45 214.56 214.98 215.13
………………………………………………………………（17 ） 十二、附加说明 ……………………………………………………………（ 17 ）
一、建立计量标准的目的 根据我市经济发展需要，为适应企事业单位量值传递及检定工作
要求，加强计量器具管理，拟建立该项计量标准。
二、计量标准的工作原理及其组成 当对打击中心距离进行检定时，摆锤在摆动时，通过放置在其附近
上海手表五厂 30341
省计 量科 学研
一年
究院
德州
百分表
（0～10） mm
（0～10） mm
MPE：±20μm
成都量具刃具 厂218864
市计 量检 一年 定测
试所
四、计量标准的主要技术指标
直接检定：
冲击试验机检定仪（力值）: 0.1级
冲击试验机检定仪 (角度): MPE: ±5′
间接检定：＜40J U≤1.2J；
——摆锤能量，标称值为300J ——摆锤重量，标称值为214.36N ——摆锤长度，标称值为750mm ——摆锤仰角，标称值为150° 全微分公式如下： 其中=0.268 各参数灵敏度系数如下表：
参数 灵敏度系数 1 1 0.268
其中，不确定度采用相对不确定度表示。 2、标准不确定分量的来源及评定 2.1 A类不确定度
计量标准名 摆锤式冲击试验机检
称
定装置
建立计量标准 德州市计量检定 单位 测试所
计量标准负 责人
王玉良
筹建起止日 期
2013年 7月 1 日
说明
1． 申请建立计量标准应填写《计量标准技术报 告》。计量标准考核合格后有申请单位存档。
2． 《计量标准技术报告》由计量标准负责人填 写。
3． 《计量标准技术报告》由计算机打印或墨水笔 填写，要求字迹工整清晰。
UD=81.9×1.5%=1.23J 其标准不确定度分别为 =2.03/2=1.02J =0.3J =2.04J =0.62J 本次检定过程的环境温度完全符合检定规程及标准冲击试样的 要求，故不考虑温度效应所引起的不确定度分量。另外，冲击试验 机读数及回零导致的影响已包含在测量重复性之中，在此也不作考 虑。 五、标准不确定度一览表（见表2）
九、检定或校准结果的测量不确定度评定（间接检定）
八、不确定度报告 当标准冲击能量为28.6J时，试样冲断时的实际吸收能量 30.6J，其扩展不确定度 UB=0.7J（k=2）。 当标准冲击能量为81.9J时，试样冲断时的实际吸收能量 83.3J，其扩展不确定度 UD=1.3J（k=2）。 当标准冲击能量为127J时，试样冲断时的实际吸收能量 124.2J，其扩展不确定度 UR=2.7J（k=2）。 当标准冲击能量为240J时，试样冲断时的实际吸收能量 244.8J，其扩展不确定度 UC=4.8J（k=2）。
陕西 测绘 仪器 计量 监督 检定 中心
一年
标准冲 击样品
BCY
L、M、 H、UH
＜40J U≤1.2J； ≥40J U≤3.0%KR
国家
钢铁 一
钢铁研究总院 材料
测试 年
中心
游标卡 尺
1000mm
（0～ 1000） mm
MPE： ±0.02mm
德州
上海量具刃具 厂10034J4
市计 量检 定测
一 年
1块 2块 3块 4块 5块 A 127 125.8 125.0 121.0 125.0 124.0 B 28.6 30.9 30.4 30.2 30.6 30.9 C 240 242.4 243.9 243.0 245.5 249.0 D 81.9 83.0 83.2 83.0 83.7 83.5
九、检定或校准结果的测量不确定度评定（间接检定）
则 四、标准不确定度分量的计算 1.标准冲击试样重复测量引入的标准不确定度分量 同一个能量级用5块标准试样进行冲击试验，所得测量值即试样 冲断时的实际吸收能量值，如表1所示。 表1 冲击试验所得测量值
试样组 标准试 样的标 准能量 值KR(J) 测量 值KVi(J)
≥40J MPE:±6%
七、计量标准的测量重复性试验
对一台摆锤式冲击试验机，使用冲击试验机检定仪进行检测， 在重复条件下对摆锤重力进行测量，测得结果如下：
测量次数
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
测量结果 （N）
215.10 214.96 214.63 214.98 214.90 214.92 215.15 214.78 214.89 214.90 214.92
直接测量法
计量标准名称：摆锤式冲击试验机检定装置 测量范围：（0～600）J 直接检定：力值:0.1级；角度:MPE:±5′ 间接检定：标准冲击样品
＜40J U≤1.2J ≥40J U≤3.0%
计量器具名称：摆锤式冲击试验机 测量范围：（0～600）J
直接检定：摆锤的初始势能 MPE:±1.0%
间接检定：示值误差 ＜40J MPE:±2.4J
≥40J U≤3.0%
五、环境条件
项目
要求
实际情况
温度
23℃±5℃
22.0℃
结论 合格
六、计量标准的量值溯源和传递框图
上级 计量 标准
计量 标准 装置
被测 计量 器具
力标准机 0.03级
西北国家计量测试中心 精密水准仪经纬仪综合检验仪
±0.5″
光学经纬仪 2″
陕西测绘仪器计量监督检定中心 定度/比对
根据JJG145-2007的规定，通常检定的温度范围应为（23±5）℃， 检定时温度应稳定，温度变化不应超过2℃.在检定时，温度控制在
（20±2）℃（与标准冲击试样的校准温度20℃相吻合），且温度变 化不超过2℃.
3.标准样式 非V形缺口的标准冲击试样分4组，每组5块。 4.被检对象 JB-30A冲击试验机。最大冲击能量为300J。 5.检定方法 按照JJG145-2007的要求进行，同一能量级分别使用5块标准冲击 试样，将标准冲击试样放在冲击试验机支座上，将摆锤扬起进行冲 击，测量其实际冲击能量。 二、数学模型 依据上面的测量方法，得到如下数学模型： 式中：——冲击试验机的示值误差；——该组标准试样的标准能 量值；——试样冲断时5次实际吸收能量的平均值。 式中：——试样冲断时单次的实际吸收能量。 三、方差及传播系数 1.方差 根据，可得 2.传播系数
同理：， 得单次测量结果的实验标准差为
同理：sB=0.31J, sC=2.65J,sD=0.31J 标准不确定度为u 同理： 2.标准试样引入的标准不确定度分量 根据标准冲击试样的校准证书可知，各能量级标准试样的扩 展不确定度（k=2）分别为 都用绝对误差表示，则扩展不确定度分别为
九、检定或校准结果的测量不确定度评定（间接检定）
目
录
一、建立计量标准的目的………………………………………………… （3） 二、计量标准的工作原理及其组成……………………………………… （3） 三、计量标准器及主要配套设备………………………………………… （4） 四、计量标准的主要技术指标…………………………………………… （5） 五、环境条件……………………………………………………………… （5） 六、计量标准的量值溯源和传递框图…………………………………… （6） 七、计量标准的重复性试验……………………………………………… （7） 八、计量标准的稳定性考核……………………………………………… （8） 九、检定或校准结果的测量不确定度评定……………………………… （9） 十、检定或校准结果的验证……………………………………………… （ 16 ） 十一、结 论
0.15 重复性小于测量不确定度评定中采用的重复性，此计量标准的重 复性符合要求。
八、计量标准的稳定性考核
直接检定 选一稳定的JB-300J摆锤式冲击试验机，对其摆锤在水平位置上的测定力F每隔一月，连续 测量，数据如下：
次数 力值
N 时间
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均值 2013.2.20 215.45 215.12 215.01 215.35 215.24 215.14 215.12 215.50 215.45 215.22 215.26 2013.3.25 215.10 214.78 215.45 215.69 215.87
u(xi) 不确定度来
源 ui(J)
ci ci∣ui∣(J) 测量重复性
0.85 1
0.85
0.14 1
0.14
1.19 1
1.19
0.14 1
0.14 标准试样
1.02 -1 1.02
0.3 -1 0.3
1.04 -1 1.04
0.62 -1 0.62
六、合成标准不确定度 由于各分量间不相关，故合成标准不确定度按下式计算： =1.33J 同理： 七、扩展不确定度 取包含因子k=2，其扩展不确定度按下式计算： UA=u（δKA）·k=2.7J 同理： UB=0.7J， UC=4.8J, UD=1.3J
量的摆锤的预仰角通过放大、A/D转换后，送入中央CPU进行处理后显 示，可按计算公式算出初始势能。 CJ-II型冲击试验机检定仪是由高精度测量显示仪表、角度传感器、力 传感器、技术传感器、伸缩支架等组成。
三、选计量标准器及主要配置设备
名称 型号
测量范 围
计
量
冲击试
标
验机检 定仪
DD-1-500N
(50～500)N
（力
准 值）
不确定度 或
准确度等 级或最大 允许误差
0.1级
检
检定
定周
或期
制造厂及 出厂编号
校
或
准复
机校
构间
隔
西安市帅奇电 器有限公司
750
西北 国家 计量 测试 中心
一年
器 冲击试
验机检
CJ-
定仪/ II/SCA110T- 0°～60°
倾角传
90
感器
MPE: ±5′
西安市帅奇电 器有限公司 111106/120204
这四组测量结果中的最大值与最小值之差为|215.26-215.13|=0.13(N)，相对表示为0.06%， 在该段时间内的稳定性小于该计量标准误差±0.1%。
证明摆锤式冲击试验机检定装置直接检定中计量标准所出据的量值稳定可靠。
九、检定或校准结果的测量不确定度评定（间接检定）
一、概述 1.检定依据 JJG145-2007《摆锤式冲击试验机》检定规程。 2.检定环境
MPE: ±0.029mm
10mm＜ R≤18mm
省计
沧州市长城量 量科
具有限责任公 司
学研 究院
一 年
要
MPE:
±0.035mm
配
1mm≤R≤3mm
山东
套
半径样
设板
备
R（1～ 6.5）mm
R（1～ 6.5）mm
MPE:
省计
±0.020mm 上海西成机械 量科 一
3mm＜R≤6mm MPE:
有限公司
九、检定或校准结果的测量不确定度评定（直接检定）
1、 概述 1.1 检定方法 依据 JJG145-2007《摆锤式冲击试验机检定规程》。 1.2 检定条件 23℃±5℃，检定时的温度应稳定，温度变化不应超过 2℃。 1.3、对象及模型的建立
直接检定法又称部件检定法，主要测量摆锤的重量，摆锤的长 度，摆锤的倾 角，然后推算摆锤的初始能量，数据模型如下：
试所
框式水 平仪
200mm
200mm
德州
MPE： ±0.02mm/m
山东潍坊量具 厂2079
市计 量检 定测
一 年
试所
塞尺
（0.02～ 1.00）mm
（0.02～ 1.00）mm
I级
中国上海 02240178
德州
市计 一
量检
定测 年
试所
6mm＜R≤10mm
山东
半径样 R（7～
主板
14.5）mm
R（7～ 14.5）mm
学研 究院
年
±0.024mm
德州
直角尺
300mm
(0～300)mm
U=0.06mm (k=2)
天津市宏海五 金工具厂
市计 量检 定测
一 年
试所
山东
游标万 能角度 0°～320° 0°～320°
尺
MPE：±2′
上海量具刃具 厂4-12030520
省计 量科 学研
一 年
Biblioteka Baidu
究院
山东
秒表
J9-1
（0～1）h
MPE： ±0.5s/d
的技术开关感应摆锤的摆动次数，同时仪表启动计时器计时，当摆锤 摆到规定次数时，仪表根据规程的要求自动计算出摆长。
当对摆锤力矩进行检定时，放在支撑架上的力传感器将感应到的力 值信号通过放大、A/D转换后，送入中央CPU进行处理后显示，可按计 算公式算出力矩。
当对初始势能进行检定时，放置在摆锤轴心上的角度传感器，将测
215.96 215.78 214.76 214.89 214.56 215.28 2013.4.28 214.78 215.78 214.60 214.69 214.98 214.75 215.12 215.36 215.78 215.45 215.13 2013.5.29 215.12 214.89 215.44 215.63 215.98 215.45 214.78 214.45 214.56 214.98 215.13
………………………………………………………………（17 ） 十二、附加说明 ……………………………………………………………（ 17 ）
一、建立计量标准的目的 根据我市经济发展需要，为适应企事业单位量值传递及检定工作
要求，加强计量器具管理，拟建立该项计量标准。
二、计量标准的工作原理及其组成 当对打击中心距离进行检定时，摆锤在摆动时，通过放置在其附近
上海手表五厂 30341
省计 量科 学研
一年
究院
德州
百分表
（0～10） mm
（0～10） mm
MPE：±20μm
成都量具刃具 厂218864
市计 量检 一年 定测
试所
四、计量标准的主要技术指标
直接检定：
冲击试验机检定仪（力值）: 0.1级
冲击试验机检定仪 (角度): MPE: ±5′
间接检定：＜40J U≤1.2J；
——摆锤能量，标称值为300J ——摆锤重量，标称值为214.36N ——摆锤长度，标称值为750mm ——摆锤仰角，标称值为150° 全微分公式如下： 其中=0.268 各参数灵敏度系数如下表：
参数 灵敏度系数 1 1 0.268
其中，不确定度采用相对不确定度表示。 2、标准不确定分量的来源及评定 2.1 A类不确定度