Étalonnage de force
La force est matérialisée par des masses connues dans le champ de pesanteur local, puis transférée au terrain par des cellules de charge. Les grosses erreurs en pratique sont l'alignement, le fluage et la température, pas l'étalon.
Instruments et exactitude typique
| Instrument | Étendue typique | Exactitude typique | Où il est utilisé |
|---|---|---|---|
| Machine étalon de force à poids morts | 1 N à environ 1 MN | 0.002 to 0.01 % | Étalon primaire ou national |
| Cellule de charge ou capteur de force de référence | 50 N à plusieurs MN | 0,02 à 0,05 % de la lecture | Étalon de transfert pour laboratoires d'étalonnage |
| Cellule de charge de travail | 1 N to MN | 0,02 à 0,1 % de la pleine échelle | Systèmes de pesage et bancs d'essai |
| Anneau dynamométrique | 1 kN to MN | 0.1 to 0.3 % | Vérification des machines d'essai |
| Machine d'essais des matériaux | To MN | ISO 7500-1 classe 0,5, 1, 2 ou 3 : ±0,5 à ±3 % | Essais de traction, de compression et de fatigue |
| Dynamomètre portable | 1 N to 1 kN | 0,2 à 1 % de la pleine échelle | Essais de ressorts, de commutateurs et de produits |
La traction et la compression sont des mesures différentes : étalonnez dans le sens d'utilisation. Les chiffres d'exactitude sont des ordres de grandeur pour comparer les instruments. Utilisez toujours la spécification de l'instrument que vous avez sous les yeux.
Classes des machines d'essai selon l'ISO 7500-1
| Classe | Limite de l'erreur relative de la force indiquée | Limite de répétabilité |
|---|---|---|
| 0.5 | ±0.5 % | 0.5 % |
| 1 | ±1.0 % | 1.0 % |
| 2 | ±2.0 % | 2.0 % |
| 3 | ±3.0 % | 3.0 % |
Les classes ISO 376 des instruments d'étalonnage de force (00, 0,5, 1, 2) fixent aussi des limites de reproductibilité, de répétabilité, de zéro, d'interpolation et de fluage, ainsi qu'une force minimale utilisable qui dépend de la résolution (500 à 4000 fois la résolution). Consultez la norme pour ces limites.
Étalons de référence et traçabilité
- Machines à poids morts. La force vient de la masse, de la pesanteur locale et de la poussée de l'air, F = m g (1 - ρair/ρmasse), donc traçable à la masse, à la longueur et au temps.
- Capteurs de force. Les cellules de charge de référence sont étalonnées sur la machine étalon et classées selon l'ISO 376 en classe 00, 0,5, 1 ou 2.
- Machines d'essai. L'ISO 7500-1 et l'ASTM E4 décrivent comment vérifier une machine d'essai par rapport à une référence.
- Cellules de charge en pesage. L'OIML R 60 couvre les cellules de charge utilisées dans les instruments de pesage.
- Système qualité. ISO/IEC 17025, portée indiquant la force, l'étendue et le sens.
Comment on l'étalonne
Procédure type
- Laisser l'amplificateur et la cellule de charge chauffer, et garder la température stable.
- Monter le capteur d'équerre et centré, avec les bons adaptateurs et accouplements.
- Précharger le système à la force maximale plusieurs fois, avec un court maintien, pour que la première lecture soit répétable.
- Appliquer au moins huit paliers jusqu'au maximum, en montant puis en descendant.
- Faire tourner le capteur à quelques positions, par exemple 0°, 120° et 240°, et répéter.
- Noter le zéro avant et après, calculer l'erreur et la répétabilité, et rapporter la classe et l'incertitude.
Là où ça se passe mal
- Désalignement et charges latérales. Les moments de flexion ajoutent des erreurs que la machine étalon ne montre pas.
- Fluage et hystérésis. Les lectures dérivent sous charge constante et diffèrent en descente.
- Zéro qui ne revient pas. Une cellule de charge qui ne revient pas à zéro a été surchargée ou se déforme.
- Pesanteur locale. Utiliser 9,80665 m/s² quand votre site est à 9,79 donne une erreur de 0,2 %.
- Température. Dérive de sensibilité et de zéro avec la température.
Ce qui entre dans le bilan d'incertitude
- Incertitude de la machine ou du capteur de référence.
- Alignement, charges latérales et adaptateurs.
- Répétabilité et reproductibilité en rotation.
- Fluage, hystérésis et retour à zéro.
- Température, résolution et amplificateur.
Combinez les contributions comme dans le calculateur de bilan d'incertitude, puis décidez conforme ou non conforme avec une bande de garde comme expliqué sur la page des calculateurs.
Calculateurs
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