1、中华人民共和国国家计量检定系统表JJG 2047-2006 扭矩计量器具Measuring Instruments for Torque 2006一12.;.08发布2007-06一08实施国家质量监督检验检菇总局发布JJG 2047-2006 扭矩计量器具检定系统表Verification Scheme of Measuring Instruments for Torque JJG 2047-2006 i i代替JJG2047-1990 本检定系统表经国家质量监督检验检疫总局2006年12月8日批准，并自2007年6月8日起施行。归口单位:全国力值硬度计量技术委员会主要起草单位:中国计量科学
2、研究院中国航空第一集团三O四研究所参加起草单位:上海市计量测试技术研究院中船重工集团第七O四研究所吉林省计量科学研究院本检定系统表由全国力值硬度计量技术委员会负责解释JJG 2047-2006 主要起草人:郭斌(中国计量科学研究院)秦海峰(中国航空第一集团一0四研究所)蒋希明(中国计量科学研究院)参加起草人:肖飞(上海市计量测试技术研究院)李涛(中船重工集团第七O四研究所)曲卓(吉林省计量科学研究院)林海(中国计量科学研究院)张叶(中国计量科学研究院)吴银(中国计量科学研究院)JJG 2047-2006 目录1 范围. . . . . t . . . . . . . . . . . . . .
3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1) 2 计量基准器具. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (1) 2.1 扭矩国家基准. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 . . . . . .
4、. . . . (1) 3 计量标准器具. . . . . . . .( 1 ) 3.1 扭矩标准装置. . . . . . . .( 2 ) 3.2标准扭矩仪. . ,. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (3) 3.3 扭矩扳子检定装置.(3) 4 工作计量器具. (4) 4.1 扭转试验机. . . . . . . . . . . .
5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (4) 4.2扭矩扳子.(4) 4.3 其他扭矩仪. . . . . .( 4 ) 4.4 测功装置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (4) 4.5 转矩转速测量装置. . . . . . (刮4.6 其他转矩测量装置. . . . . . . . . . . . . . .(刮5 扭矩计量器具检定系统框图. . . . .
6、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (4) 附录A系统En的计算( 6 ) JJG 2047-2006 扭矩计量器具检定系统表1 范围本检定系统表适用于扭矩计量器具的检定和量值传递。它规定了扭矩国家基准的用途，基准的计量学参数和借助于计量标准向工作计量器具传递扭矩单位量值的程序，并指明其不确定度和基本检定方法等。在开展校准时，也可作为最值溯源的依据口2 计量基准器具2.1 扭矩国家基准扭矩国家基准主要承担扭矩量值的复现、保存和传递的工作，是统一全国扭矩量值的最高依据。根据
7、我国目前情况，它们由50Nm、1卧.Jm和5耐.Jm三台静重式扭矩基准机组成，其主要技术数据见表1。表1扭矩基准机主要技术数据基准机扭矩扩展不确定度(k=3) 扭矩值范围/Nm最小扭矩/Nm50 Nm 0.01 % 0.555 0.5 1肚lm0.01 % 10-1090 10 5时lm0.01 % 50-5450 50 L_一一一一一-一一一静重式扭矩基准机是以砖码的重力作为标准负荷，通过力臂杠杆的作用产生标准扭矩，借助适当的机构按预定顺序自动、平稳、准确地把作用力矩和平衡力矩施加到被检定的扭矩仪上的扭矩标准机。每台基准机均有大、小砖码各两组，分列杠杆左、右侧，可产生各级扭矩值相等，正、反两
8、个方向的扭矩。这种扭矩机的计量学性能取决于力值的不确定度、力臂的不确定度等。前者主要取决于砖码质量、安装地点的重力加速度、砖码材料密度和空气密度的测量不确定度以及砾码的加卸方式、机械结构和质量稳定度等。后者主要取决于杠杆长度的测量不确定度以及杠杆的构造、支撑结构、水平控制程度，还与同轴度、加工工艺、安装质量等密切相关。扭矩基准的量值复现主要溯源于质量、长度、时间基本量。可采用部件法，通过不确定度分析和评估，计算出其扩展不确定度。同时为了确保基准扭矩值与国际间的一致性，基准应定期参加有关的国际比对。3 计量标准器具在整个扭矩检定系统中，扭矩标准器可分为两类。第一类为产生(或复现)扭矩值的固定式标
9、准器。目前以静重式结构标准机为主，部分较大量程的机器采用杠杆式结构，还有一些其他结构原理的标准装置口第二类为传递扭矩值的各种便携式标准器。此-JJG 2047-2006 类标准器按其测量原理可分为百分表式、应变式扭矩仪等。3.1 扭矩标准装置3. 1.1 静重式扭矩标准机目前国内已有的静重式扭矩标准机的扭矩值范围为0.5Nm5 kNm，准确度级别分别为0.03级、0.05级和0.1级，扭矩值相对扩展不确定度Ur为3X1。一4、5X 10-4、110-3，其包含因子走=2。这类装置不确定度的影响因素与扭矩基准机相同。除对其进行不确定度分析评估外，还要用相应准确度等级的标准扭矩仪对其进行比对或检定
10、。对于0.1级的静重式扭矩标准胁叫酣糯幢罐级为0.03级的标准扭矩仪对其进行检定;或用。出去的时睡制唰躏白u标准扭矩仪技术指标的影响。对于0.03和。例横地矩标准机，民对战需确定度分析评估外，还要采用0.03级或更高j确路等级闹据推扭扭ji，田基准机进校重重比对。比对结果用系I/阳I叫辑士;黯罐罐峰L数且评定。若EnJ鸟都则时机的攒隅嫌不确耀刷的许范围内。En的计算见附录AoIr/ !翻!JL 3.1.2 杠杆式璃赞J住机( 以赔码的重拗捕捞为标准负荷，产生标准扭矩，借助适当的机构按预fii!施加到被检定目前我国10:1。扭矩大量程的扭矩放大比、杠杆影响。们的扭矩值扩对(说明:同国证。以3.
11、1.3 其他扭矩参考式扭矩准，与被检扭矩仪串联，以测力式扭矩标准机是施加到力传感器测出的力值等因素确定的扭矩机。臂杠杆的作用矩和平衡力矩，杠杆比为可以获得较还应考虑杠杆因素的计算确定它最值比分析和计算的验标准扭矩仪作为参考标的扭矩标准机口由其力矩杠杆的力臂长度与测扭矩值相对扩展不确定度U一般为1X 10-3, 3 X 10-3，包含因子k=2。这类装置的不确定度的影响因素与标准扭矩仪、标准力传感器的技术指标(重复性、直线度、滞后和长期稳定度等)，以及标准扭矩仪和被检扭矩仪的连接方式、连接质量等因素有关。标准扭矩仪和标准力传感器可用相应等级的扭矩和力值基、标准机进行检定。通过对整机进行不确定度分
12、析和计算确定它们的扭矩值扩展不确定度，同时用相应准确度等级的标准扭矩仪进行检定，检定的数据纳入不确定度分析和计算。JJG 2047-2006 3. 1. 4 扭矩校准杠杆由力矩杠杆和标准砖码组成。扭矩值相对扩展不确定度Ur一般为1X10-3，3X10寸，包含因子走=2。其杠杆长度和砖码质量分别直接溯源于长度和质量基本量。相对于建立扭矩标准机，此系统有携带方便、操作简便、扭矩值范围灵活、经济等优点。但是整套系统的不确定度受诸如支撑结构、连接方式、摩擦力矩、杠杆水平度、加载速度等因素的影响较大，且复现的扭矩值的重复性、稳定度以及可靠性不能予以有效的保证，因此其扭矩值的准确度不会达到较高的等级。为了
13、保证扭i雄传理部服输i靠，在进行不确定度验证时还必须采邮寄毡严部鸣叫I1骨地?证牛队用相应等级的标准扭矩3.2标准扭矩仪作为传递基J甲脱销脚憾蹦蘸酣分续两虽一类是用于由基准向高准确度标准传递威的高跚跚唯嚼的黯类是周UF准确度标准向下一级标准或工作根据目栅摊扭矩仪的准确醒都平，作为理蹦丑矩值向标幢扭知值之间的传递和比复性R，产生子k=2。) ，三是稳定写p 萨马激0.05级。R指标优叫骂。.03%和0.05%; .03%和士0.05%，有两个: 0.1级、o.i摄非0.5级。R指标.3级、0.5级、1级斗，2 X 10-2，包含因这类装置由于是母KJ殊性，往往形式棋盘多口但应尽量模拟扭棚子的使用
14、实际情况予以游蠕啕川味相辅销悴盼路考式扭矩扳子检定装置，整装置的不确定度除需考虑标准掘地供随报盘盘磁拉罐吉普考虑联接及加载等因素。扭矩扳子检定装置的不确定度可参照相应结构的标准扭矩机进行评估。根据其结构应溯源于扭矩标准装置。所有标准装置在本检定系统表规定的准确度级别和扭矩值范围内，应向基准进行量值溯源。超出此范围(包括准确度级别和扭矩值范围)的，除参照扭矩基准机采用部件法进行不确定度分析和计算外，还需用相应等级的标准扭矩仪同国内外基/标准机进行量值比对。其他不同原理、不同结构、不同用途的扭矩标准装置均可参照以上的方法进行溯源。3 4 工作计量器具4.1 扭转试验机JJG 2047-2006 该
15、机主要用于金属等原材料的扭转性能的试验。准确度等级为0.5级和1级。0.5级的扭转试验机可用0.1级以上的标准扭矩仪进行检定;1级的扭转试验机可用0.3级以上的标准扭矩仪进行检定。有些扭转试验机也可用扭矩校准杠杆进行检定。4.2 扭矩扳子扭矩扳子是一种带有扭矩测量机构的拧紧计量器具。扭矩扳子按其准确度分为7个等级，1、2、3、4、5，6、10级，可根据其不同的结构原理由相应准确度等级，相应结掏原理的扭矩扳子检定装置进行检定。4.3 其他扭矩仪这里主要指在实际机械的扭矩测量中所使用的一系列不同原理、不同结构和不同准确度等级的扭矩传感器和扭矩仪，根据其量程和准确度的需要，用相应的扭矩标准装置或专用
16、检定装置进行检定。4.4 测功装置这类装置是根据驱动机械(即原动机)或制动机械(即制动器)机体上作用的平衡力的大小来测量转矩的装置。它通常由主机、平衡支撑及平衡力测量机掏三部分组成，并按三者的不同加以分类。平衡扭矩的大小通过平衡力和力臂长度等的测量来确定。因此，二者的测量误差及平衡支撑摩擦力矩等是决定这类机器的转矩测量不确定度的主要因素。扭矩值示值误差E为+0.2%FS-士1.0%FS。可以用相应准确度等级的标准扭矩仪检定，也可以用扭矩校准杠杆进行检定。4.5 转矩转速测量装置该装置由转矩转速传感器和转矩转速测量仪组成，主要用于测量发动机、电机等的转矩和转速，并按功率函数式运算显示机械效率。静
17、态扭矩值示值误差E为+O.l%FS士1.0%FS。该装置的静态扭矩值一般由扩展不确定度优于3X10一4(k=2)的扭矩标准装置检定。4.6 其他转矩测量装置主要指在实际机械的转矩测量中所使用的一系列不同原理、不同结构、不同量程和不同准确度等级的转矩测量装置，根据其量程和准确度的需要，可用相应的标准扭矩仪、扭矩标准装置进行检定。如能量转换转矩测量装置是根据其他能量参数(如电能参数)测量转矩的装置。通常是根据所测出的功率、转速、效率等来确定其转矩。为了确定相同工作情况下的效率，常常在使用前由标准扭矩仪来确定其效率。所有工作计量器具在本检定系统表规定的准确度级别和扭矩值范围内，应向基、标准进行量值溯
18、源。坦出此范围(包括准确度级别和扭矩值范围)的，除采用部件法进行不确定度分析和计算外，还需用相应等级的标准扭矩仪同基、标准机进行量值比对。其他不同原理、不同结构、不同用途的工作计量器具均可参照以上的方法进行溯源。5 扭矩计量器具检定系统框图(见下图)4 JJG 2047-2006 扭矩计量器具检定系统框图计i质量ii氏广度-ii时间|I-r-T l-rrT- I一丁一一量基扭矩国家基准|密度|蠢力加速度|准M 0.5Nm5kNm 器U宦优于1X 10-4 (k=3) J淑憧与计算|具检定-响._-_.-曲唱响-由._-回咽阉-町-标准扭矩仪CL 0.03 10.05 计M 0.5 Nm-5kN
19、m R 0.03% 0.05% R. 0.03% 0.05% Sb +0.03% +0.05% 量比对/检定标扭矩标准装置CL 0.03 0.05 0.1 10.3 M 0.1 Nm50 kNm U, 3 X 10-4 5XI0-4 1 X 10-3 13 X 10 7位检定1 器标准扭矩仪扭矩扳子检定装置CL 0.1 0.3 0.5 1D.5 F 12 M 0.1 Nm-50kNm H 检定丁CL 0.3 具M 0.1 Nm-5kNm R 0.1% 0.3% 0.5% 3X叫5X10-311 X lo-212x 10-2 Sb 士0.1%土0.3%士0.5%U, -一检定-. 检定-检定-飞
20、工作转矩转速测量装置其他扭矩仪测功装置扭转试验机其他扭矩测量装置扭矩扳子计CL 0.1-1.0 CL 1-5 CL A、B、CCL 0.5, 1 CL 1-10 CL 110 M 0.1 Nm50kNm M O.INm M 0.1 Nm-50kNm M O.INm O.INm M 0.1 Nm 量50kNm 50kNm M -50kNm R 0.2%FS 1.0%FS -50kNm E 土O.I%FSR 1%-5% R 0.5%, 1% E +1土10%R 1%-10% 器N士1.0%FSE 土0.2%FS土1%Sb 土lr土5%土1.0%FSE 土0.5%.土1%E 具士10%工作器具可能会
21、有新的产品或不同的名称，在检定系统表中不可能全部列出.对未列入检定系统表的工作计量器具，必要时可根据其被测量、扭矩值范围和工作原理，参考相应检定系统表中列出的工作计量器具的扭矩值范围和工作原理，确定合适的量值传递途径.-符号说明:CL-级别;M一扭矩值范围;U，一扭矩值相对扩展不确定皮(未注明情况下，包含因子为2); R一扭矩值重复性;S.一扭矩值的稳定皮(考核时间一般不少于3个月); E一示值误差.5 JJG 2047-2006 附录A系统En的计算用比对法进行量值复现时，测量结果的相对扩展不确定度按以下公式计算:Uc = 2 x Uc工2JuLc+dp十pro+uL+uL+uLP式中:Um
22、ac一一本扭矩基准机的标准不确定度;Urep一一重复性带来的标准不确定度;U即m一一旋转效应带来的标准不确定度;Ures一一指示仪表分辨率带来的标准不确定度;Utime一一比对的两台扭矩机加载时间不同带来的标准不确定度;U叫3一一参加比对的实验室温度不同带来的标准不确定度。在比对试验中由于扭矩传感器输出信号漂移引起的不确定度为(A.l) 1 . X-zA uddh=i巧PtLnm(A.2)式中:zL、46t一一分别为前后两次在本扭矩基准机上的试验数据;ztm一一这两次数据的平均值o在本扭矩基准机上测量结果的相对扩展不确定度用下式讨算，其中包含因子等于20I (试，pm+uimt).2 UcA
23、= 2 X c.pre 4十Urift(A.3) 式中:U c，pre、Uc哪一一分别为前后两次在本扭矩基准机上试验时的相对标准不确定度。两台扭矩机之间测量结果的相对偏差为B A (J = Xmean -Xmean 一AX mean 式中:zim一一前后两次在本扭矩基准机上试验时试验数据的平均值;zim一一在比对扭矩机上试验数据的平均值。将相对偏差归一化，用系数En来表示:Er-s 一-.jU.A十ULB式中:UcB一一比对扭矩机上测量结果的相对扩展不确定度。结果评价，若Enl，则两机的一致性在其不确定度范围内。1 6 (A.4) (A.5) 唱ogiF嘈ONU问问中华人民共和国国家计量检定系统表扭矩计量器具JJG 2047-2006 国家质量监督检验捡瘟总局发布中国司量出版社出版北京和平里西街甲2号邮政编码100013 电话(010)64275360bttp: I/w啊机电.回北京市迪鑫印刷厂印刷新华书店北京皮行所发行片震权所有不得翻印880 mmX 123Q mm 16开本印张0.75字数9千字2007年2月第1版2阳年2月第llX印刷印数-20例挠一书号155026- 2213 定价:16.00元
