1、ZTZTG 中华人民共和国国家计量检定规程JJG 653-2003 测功装置Equipment of Power Measuring 2003 - 09 -23发布2004一03-23实施国家质量监督检验检疫总局发布JJG 653-2例3测功装置检定规程Ver诅cationRegulation of 山dh04叫。3白附11。到一一川F-354 H一，sro川。400。咱眩GG叩pttJJc mGjJ OYJ却回cmJtc -AA-、JOH 白cfo-Go-bo-Equipment of Power Measuring 本规程经国家质量监督检验检疫总局2003年09月23日批准，并自2004年
2、03月23日起施行。归口单位:全国力值硬度计量技术委员会起草单位:上海市计量测试技术研究院中国计量科学研究院本规程委托全国力值硬度计量技术委员会负责解释本规程主要起草人:瞿潮庆郭斌沃兆廷参加起草人:李庆忠成勇JJG 653-2003 (上海市计量测试技术研究院)(中国计量科学研究院)(上海市计量测试技术研究院)(中国计量科学研究院)(上海市计量测试技术研究院)JJG 653-2003 目录1 范围(1 ) 2 引用文献(1 ) 3 术语(1 ) 3.1 非接触式测功装置(I ) 3.2 接触式测功装置(I ) 4 概述(川4.1 原理(川4.2 分类(2 ) 4.3 用途(2 ) 5 计量性能
3、要求(2 ) 5.1 非接触式测功装置的计量性能(2 ) 5.2 接触式测功装置的计量性能(2 ) 6 通用技术要求(3 ) 6.1 外观及一般要求(3 ) 6.2 性能要求(4 ) 7 汁量器具控制(4 ) 7.1 测功装置检定项目(4 ) 7.2 检定条件(5 ) 7.3 检定方法忏)7 .4 检定结果的处理(10) 7.5 检定周期(10) 附录A非接触式测功装置检定证书和检定结果通知书内页格式(11 ) 附录B非接触式测功装置检定记录(13)附录C接触式测功装置检定证书和检定结果通知书内页格式(14)附录D接触式测功装置检定记录(15)JJG 653- 2003 测功装置检定规程1 范
4、围本规程适用于水力测功机、电涡流测功机、电力测功机和汽车底盘测功机等各类测功装置的首次检定、后续检定和使用中检验。2 引用文献GB/T 17692-1999汽车用发动机净功率测试方法。JT/T 445-21汽车底盘测功机通用技术条件。使用本规程时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3 术语3.1 非接触式测功装置非接触式测功装置是指采用作用力与反作用力和力矩平衡原理测量转矩和转速的装置，如水力测功机、电磁测功机等。见图103.2 接触式测功装置接触式测功装置是指采用驱动轮与被检测功机的滚动机构相接触的方法以及根据力矩平衡原理测量转矩、转速和功率的装置，如汽车底盘测功机等。一千4 图1非接触
5、式测功装置工作原理图l一制动器(或原动机);2一力臂杠杆;3一指示装置;4一平衡支承;5一转子轴JJG 653-2003 4概述4.1 原理测功装置的功率是通过对其转矩值测量和转速值测量，并经计算得到，其转矩值的测量采用力矩平衡原理，其转速值的测量一般采用频率计数法。4.2 分类测功装置按照结构分为接触式和非接触式两种。4.2.1 非接触式测功装置主要由制动器(或原动机)、平衡支承及指示装置等组成。制动器安装在摩擦力矩很小的平衡支承上，其外壳(以下简称定子)可以在平衡支承中自由摆动。当转子轴与被测设备的输出(或输入)轴连接，并一起在匀速状态下旋转，则作用在转子轴的转矩T通过中间介质(水阻、电磁
6、阻力矩)传到定子上，使之摆动。此时可以得到一个大小相等、方向相反的平衡力矩M使定子保持平衡，同时指示装置上显示出力矩(或力)的大小。4 .2.2 接触式测功装置主要由滚筒机构、动力吸收装置、控制与测量系统和辅助设备等组成。其工作时，主要通过作用在被测对象上的驱动力矩来测量的。4.3 用途测功装置主要用于直接测量动力装置(如汽车底盘发动机、内燃机、电动机和水轮机等)的输出转矩和转速以及工作机(如油泵、水泵和空气压缩机等)的输入转矩和转速，然后通过计算得出有效功率。5 计量性能要求5.1 非接触式测功装置的计量性能5. 1. 1 回零误差回零误差应符合表1的要求。5. 1.2 转矩示值相对分辨力转
7、矩示值相对分辨力应符合表1的要求。5.1.3 灵敏阁当测功装置处于空负荷或满负荷时，其相对灵敏阔S应符合表1要求。5.1.4在测定的测量范围内，非接触式测功装置的级别与相应的技术指标应符合表1的要求。5.2 接触式测功装置的计量性能5.2.1 回零误差的要求同表1。5.2.2 转矩示值相对分辨力的要求同表1。5.2.3 滚筒机构滚筒机构应符合表2的要求。5.2.4 在规定的测量范围内，接触式测功装置的级别与相应的技术指标应符合表2的要求。2 JJG 653- 2003 表1非接触式测功装置的计量性能JI二二二二fLA B C 模拟指示装置不超过土0.2个分度值回零误差数字指示装置不超过:!:1
8、个字转矩示值相对分辨力不大于转矩测量下限允许误差的1/2相对灵敏阔s(% FS) 0.1 0.25 0.5 示值误差WF(%囚):t 0.2 土0.5:!: 1.0 转矩示值重复性RF(%FS) 0.2 0.5 1.0 示值进回程差HF(%FS) :!: 0.2 :!: 0.5 :t 1.0 示值误差(JF(%FS) :!: 0.1 :!: 0.2 :t 0 .5 转速示值重复性bF(%囚)0.1 0.2 0 .5 表2接触式测功装置的计量性能JJ二二二二二互了A B 主滚筒直径的磨损量不超过其标称直径的1%主滚筒工作段的径向跳动量不超过其标称直径的0.3%滚筒机构每组主、副滚筒内侧不超过lm
9、m/m母线的平行度示值误差WJ:!:3.5% :!:7.0%曾:!:3.5%因转矩示值重复性RJ3.5% 7.0% 3.5% FS 示值进回程差HJ3.5% 7.0%愣3.5%FS 转速示值误差J土上0%祷当测量值小于被检装置的20%FS时。6 通用技术要求6.1 外观及一般要求6. l.1 测功装置应有铭牌和标志。铭牌上应标明测功装置的名称、型号、规格、准确度级别、制造厂名、出厂编号、出厂日期等，国产的测功装置应有制造计量器具许可证标志和编号。6. 1. 2 测功装置应按使用说明书要求水平地安装在稳固的基础上。6. l.3 测功装置各部件的连接应牢固可靠，各密封面的结合处不允许有渗水、渗油现
10、象。3 JJG 653-2003 6.2 性能要求6.2.1 测功装置中转矩测量系统的运转应稳定，无论采用哪种制动器测量转矩，其冷却系统和连接系统均不得产生附加转矩。6.2.2 测功装置的控制系统应保证准确可靠，调整系统应灵活方便，超速保护、过载保护等装置应安全可靠。6.2.3 平衡支承应能保证制动器的定子灵活地绕转子轴中心线摆动。在空负荷时定子应处于平衡状态，此时，转矩和转速指示装置应指示零。6.2.4 测功装置在检定前，应在50%额定转速下空运转(3- 5) min后，其各部件应处于正常工作状态。6.2.5 指示装置应满足表3要求。表3指示装置的技术要求项目名称要求内容标尺标度标记、示值指
11、示应清晰、明确和易读模拟指调零功能指针应能调零示装置指针不应松动和弯曲，指针与度盘表面应平行，转动应平稳，无冲指针击、停滞等不正常现象显示器示值显示应清晰、明确和易读，无缺笔划现象数显指调零功能显示器的显示值应能调零示装置符号装置应当指示出被测量值的正负号7 计量器具控制计量器具控制包括测功装置的首次检定、后续检定和使用中检验。7.1 测功装置检定项目测功装置检定项目见表4。表4检定项目一览表检定项目首次检定后续检定使用中检验外观和性能+ + 因零误差+ + 非转矩示值相对分辨力+ 接触灵敏阔+ + 式转矩+ + + 转速+ + + 接外观和性能+ + 触式回零误差+ + 4 JJG 653-
12、 2003 表.4(续)检定项目首次检定后续检定使用中枪验转矩示值相对分辨力+ 接滚筒机构+ + 触式转矩+ + + 转速+ + + 注:+为应检项目，-为可不检项目。7.2 检定条件7.2.1 环境条件7.2. 1. 1 温度:非接触式测功装置(20士10)OC ; 接触式测功装置(20 :t 20) OC。7.2. 1. 2 相对湿度:不大于85%。7.2. 1. 3 周围留有一定的空间，工作环境应清洁，无影响检定结果的污染、振动、电磁干扰和腐蚀性气体。7.2.2 检定用标准器具和其他设备应符合表5的要求。表5检定用标准器具和检查仪器一览表检定用仪器名称非接触式接触式备注水平仪分度值不大于
13、0.1mm/m必备游标卡尺不小于5mm分辨力为0.05mm选用允差为:t0.2mm 刀口尺500mm 1级选用塞尺(0.1 -1) mmII级选用百分表(0 - 10 ) mml级必备钢卷尺(0-5) mI级必备力值硅码土0.05%必备标准测力仪0.3级选用专用杠杆可选用生产厂商:t 0.1 % 士0.2%的校验杠杆转速表其允差应不大于被检转速装置允差的1/3必备(或频率计数器)秒表分度值为O.Ols必备7 .3 检定方法5 JJG 653-2003 7.3.1 非接触式测功装置的检定方法7.3. 1. 1 外观和性能检查按6.1、6.2要求进行外观和性能检查，符合要求后再进行其他项目的检定。
14、7.3. 1. 2 转矩示值相对分辨力转矩示值相对分辨力按公式(1)计算，应符合5.1.3要求。=x 00% M 式中:r一一显示装置能有效辨别的最小的示值变动量，NmTiI1一一转矩的测量下限值，Nm。注:对于数字式显示装置，r就是当示值变化一个末位有效数字时，其示值的变化。7.3. 1. 3 灵敏阔当测功装置分别处于空负荷和满负荷的平衡状态时，对其逐渐递加转矩至指示装置的指针或数字显示有明显变动。转矩测量装置在空负荷及满负荷的相对灵敏阑S应按、，/-A rtt、公式(2)计算，应符合表1的要求。b. M 5=于二xl00%FS 式中:b.M-施加转矩的增量，Nm; TU-被检测功装置转矩测
15、量范围的上限值，Nm。7.3. 1.4 转矩a)在检定前，安装好专用杠杆，先使测功装置处于平衡状态。衡量其是否处于平衡状态的方式是:使专用杠杆与锁紧机构脱开后，在制动器轴线两侧(平衡重块或力臂杠杆上)分别施加不大于1个分度值的力矩，使其定子均能向施加力矩的方向自由地摆动。b)测功装置的指示装置调零，施加转矩至上限值后卸除转矩，检查其指示装置的回零情况，并重新调零。c)在规定的测量范围内，对首次检定或后续检定的测功装置检定点不少于8点，对使用中检验的测功装置检定点不少于5点，各点应大致均匀分布。然后沿预扭方向(如顺时针)，按检定点逐级施加转矩至上限值，再逐级卸除转矩，分别读取进程和回程过程中的转
16、矩示值。此过程重复进行至少3次。每次检定后指示装置的回零误差应满足(2) 5.1.1的要求。用相同的方法检定反方向的转矩示值。注:加、卸转矩应平稳，加载中不能有卸载，卸载中不能有加载。d)转矩值按公式(3)计算:M=FxL (3) 式中:M一一实际转矩值或计算得到的转矩值，Nm; F一一力值硅码的重力，N; L一一专用杠杆的力臂长度实测值，m。每一个检定点的转矩示值误差WF、示值重复性Rp和示值进回程差HF分别按公式(4)、公式(5)和公式(6)计算:JJG 653-2003 m m yM吮wm 、，. A 1 -M一凡一二TU二TUTA-m一=T-W盯.-广R (4) (5) T - T.
17、HF=-了_:.x 1%FS 式中:T，一一进程中3次转矩示值的算术平均值，Nm; T2一一回程中3次转矩示值的算术平均值，Nm; T max、Tmin-一进程中3次转矩示值的最大值和最小值，Nm。检定结果均应符合表1的要求。7.3. 1. 5 转速a)具有反拖功能和采用传感器测量转速的测功机，其转速应联机进行检定;无反拖功能或转速装置无法与制动器联机检定的测功机，其转速装置可联结动力机进行检足。b)示值检定在测量范围内不应少于3点，且均匀分布。检定前应在转速上限值试转lmin，当无异常现象时，方可进行示值检定。c)启动拖动装置或动力机，逐步递增转速至检定点，待相对稳定后，同时读取标准转速表和
18、测功装置的转速值，此过程重复进行3次。d)其转速示值误差F和示值重复性bF按公式(7)和(8)计算:(6) Sr n-no -一一一一xlOO%FS nu (7) bl: = nmax - nmi =山川，x 100%FS nu (8) 式中:n。一一标准转速表3次测量的示值平均，r/min; 再一一被检测功装置中转速装置3次转速示值的平均值，r/min; nu一一被检测功装置中转速装置转速测量范围的上限值，rlmin; nmmax 检定结果均应符合表1的要求。7.3.2 接触式测功装置的检定方法7.3.2.1 外观和性能按6.1、6.2要求进行外观和性能检查，符合要求后再进行其他项目的检定。
19、7.3.2.2 转矩示值相对分辨力转矩示值相对分辨力按公式(1)计算，应符合5.2.2要求。7.3.2.3 滚筒机构a)在主滚筒的圆周截面上不少于6处，用专用的游标卡尺测量出其直径。滚筒标称直径与所测量的直径的最小值之差除以标称直径即为磨损量，或用刀口尺在主滚筒的母线上不少于6处，用塞尺直接测量，同样方法算出其磨损量，应符合表2要求。b)用固定在基座上的百分表分别在主滚筒均匀分布的5个圆周截面上测量主滚筒7 JJG 653- 2003 的径向跳动量，均应符合表2要求。7.3.2.4 滚筒内侧母线平行度的检定如图2所示，用百分表分别在滚筒轴向两端测定主、副滚筒内侧母线的平行度，测得的最大和最小之
20、差值应符合表2要求。一十一一丁一副滚筒主滚筒图2主、副滚筒内侧母线的平行度检测7.3.2.5 转矩检定方法同7.3.1.4。a)测功装置显示为转矩时的计算公式如下:A级接触式测功装置每一个检定点的扭矩示值误差W，、示值重复性RJ和示值进回程差HJ分别按公式(9)、公式(10)和公式(11)计算:，=(一些一-11 x 1% F x L ， T-Tm R, =川:._,uu x 100% F x L (9) (10) T - T , HJ=-L一xloo%(11) F x L 式中:M-检定点的3次扭矩示值的平均值，Nm; F一一-检定点力值砖码的重力值，N。B级接触式测功装置的扭矩示值误差矶、
21、示值重复性RJ;和示值进回程差H，分别按公式(4)、公式(5)和公式(6)计算，请注意正、负号。b)测功装置显示为驱动力时的计算公式如下:A级接触式测功装置每一个检定点的扭矩示值误差矶、示值重复性RJ和示值进回程差HJ分别按公式(12)、公式(13)和公式(14)计算:8 I F: xD J=|-L一一-11 x 100% 2F xL RF(Fumx-?um) D , = _ 1 maA - Vnuu X 100 0/0 J 2Ft X L ( 12) (13) JJG 653-2003 ( Fih - Fii) x D J =飞【，叨-.- x 100% ( 14) 式中:FE-检定点3次驱
22、动力示值的平均值，N; D一一一接触式测功装置主滚筒直径，m; Fij-一进程中3次驱动力示值的算术平均值，N; Fih一一回程中3次驱动力示值的算术平均值，N; Fijmax Fijmi，、一一进程中指示装置3次驱动力示值的最大值和最小值，N。B级接触式测功装置的扭矩示值误差矶、示值重复性RJ和示值进回程差HJ分别按公式(15)、公式(16)和公式(17)计算:w, = Fi X D一2Fx L F=a - x 100%FS ( F;imAr - Fiim;n) X D R，=9阳南工- x 100%F写L,. J (F-F) x D HJ= . );: x1%FS 检定结果均应符合表2的要
23、求。7 , 3.2.6 转速(15) ( 16) (17) 接触式测功装置上的转速装置在首次检定、后续检定和使用中检验时，采用的是将汽车驶上滚筒机构，通过汽车驱动轮驱动滚筒或启动恒速装置，逐步加速至各测量点。测量点一般选取1Okm/h , 30kmlh , 40km/h (或相应转速)，同时读取测功装置上转速示值与标准转速表测得的转速值，测量至少3次以上。a)测功装置显示的是转速时的计算公式如下:每一个检定点的转速示值误差8)按公式(18)计算:8 , = I n - no 1 1=1一一一Ix 100% no / 式中:n一一检定点的转速示值，r/min; n。一一标准转速表测得的滚筒实际转
24、速，rlmino b)测功装置显示的是速度时的计算公式如下:每一检定点的速度示值误差8)按公式(19)计算:一(，103 X V_ -I)xl% J-60xx D x no . / 式中:V一一检定点的速度示值，km/ho (18) ( 19) c)对于带有模拟装置的接触式测功装置，允许用模拟速度设定替代汽车的动态测量。用模拟信号检定时，测量点应增加测量上限值，每一个检定点的速度示值误差8)按公式(20)计算:(平)x 100% 式中:Vo一检定点的模拟速度设定值，km/ho (20) 9 JJG 653-2例3检定结果均应符合表2的要求。7.4 检定结果的处理按本规程要求检定合格的测功装置发
25、给检定证书，检定不合格的测功装置发给检定结果通知书，并注明不合格项目。7.5 检定周期测功装置的检定周期一般不超过1年。10 JJG 653- 2003 附录A非接触式测功装置检定证书和检定结果通知书内页格式Al 检定证书内页格式一、转矩示值检定(力臂长度:顺向m，逆向m;力值砖码最大允差:N) 顺向逆向力值硅码标准进程回程示值重复进回标准进程回程示值重复进程/N 转矩示值示值误差性程差转矩示值示值误差性误差/Nm I /Nm I /NIn 1/41oFs /41oFs /9b F15/Nrn I /NITI/Nrrl /% Fs /4*, Fs /9b Fs / I I I / 一一二、灵敏
26、阂检定:加荷状态力矩增量/Nm相对灵敏阔/%FS顺向空载顺向满载逆向空载逆向满载三、转速示值检定检定点标准表示值被检示值示值误差示值重复性/ ( romin -) / (romin-1) / ( romin -) / %FS /% FS 备注:环境温度: 湿度:% RH 11 JJG 653-2003 A2 检定结果通知书内页格式要求阿Al，并指出不合格项目。12 JJG 653- 2003 附录B非接触式测功装置检定记录送检单位生产厂商计培器具名称出厂编号型号规格设备编号检定前检定后检定室温环境湿度%HH 力臂长度一一一_m ()I民向)，m (逆向); 力值硅码最大允差:;重力加速度:ml
27、sz 力值标准测功装置示值INm示值示值进四方硅码转矩进程回程示值误差重复性程误差向/%FS /N INm 2 3 平均值2 3 平均值/%罔/%FS )1民向转矩逆向加载状态)J值增量(力矩增iR/Nm相对灵敏阔/%FS回零误差灵敏阔标准转速表示值被检转速装置示值检定点l(rmin-1 ) I(r min - 1 ) 示值误差示值重复性/ ( r rnin - 1 ) 1% FS I%FS 转2 3 平均值2 3 平均值速枪定结论备沌l检定日期年月H 核验员13 JJG 653-23 附录C接触式测功装置检定证书和检定结果通知书内页格式Cl 检定证书内页格式检定项目检定结果回零误差示值误差扭
28、矩(或驱动力)重复性误差进回程误差1%转速(或速度)示值误差1%附:项目检定结果力臂长度1m(I民向)力值硅码IN主滚筒磨损量1%径向跳动量1%内侧母线平行度I(mm.m-I) 环境温度:c 湿度:%RH C2 检定结果通知书内页格式要求同Cl，并指出不合格项目。14 JJG 653-2003 附录D接触式测功装置检定记录送检单位计量器具名称型号规格生产厂商出厂编号设备编号检定前检定后温度环境湿度%RH 力臂长度m ()I顶向), m (逆向);力值硅码最大允差:主滚筒标称直径:重力加速度:m/s2 ; 备注主滚简直径最大磨损量实测值最大磨损量径向跳动量内侧母线平行度力值标准测功装置示值/Nm
29、方硅码转矩进程问程示值向误差误差程差/N /Nm 2 3 平均值2 3 平均值)1顶转向矩逆向回零误差检定点标准转速表示值/(r min - 1 ) 被检转速装置示值I(r min - 1 ) 示值误转/(rmin-1 ) 2 3 平均值2 3 平均值差/%速捡定结论备注检定口期年月日检定员J核验员l15 中华人民共租国国家计量检定规程测功装置JJG 653一细则国家质量监督检验检班总局发布唱中国计量出版社出版北京和平墨西街甲Z号邮政编码1刷13电话(010)6427.日E-mall JIfxb孤3.酣t.回北京市迪鑫印刷厂印刷新华书店拉京发行所发行版权所有不得翻印争880 mm x 1230 mm 16开本印张1.25字数22.仨2003年12月第1版朋3年12月第1次印麟印数115统一书号155026-1752 定价:15.元
