扭矩扳子校准结果的不确定度评定方法

　　扭矩是力学计量领域里最常用的量值之一，扭矩的计量工作，是保证生产过程的正常进行和保证产品质量的基础性工作。而扭矩扳子主要用于各种规格结构的螺栓的拧紧或拧松过程中，因此在机械设计、制造、装配以及检修等工作中被大量使用，是实际应用量最大、面最广的扭矩计量器具.随着科技的进步，加工工艺的提高，对各种精密机械上的各种规格结构的螺栓螺母的拧紧力要求越来越高。因此，对能够在提供拧紧力的同时测试拧紧力的大小的扭矩扳子，也越来越受到重视，据统计，目前国内约有近两百家校准实验室开展了扭矩扳子的校准工作。

　　扭矩扳子(包括扭矩螺丝刀)的量程非常宽，从几个厘牛米到上万牛米，其允许误差极限一般为±1%～±20%。其结构形式也根据用途和量程的不同而各不相同。就常用量程段的扭矩扳子而言，其结构形式大约有十多种，主要特点为力臂加扳头结构，而力臂内部安装的施扭弹簧和扳头的结构也是多种多样的。

　　1 扭矩扳子校准装置

　　根据 JJG707-2003《扭矩扳子》检定规程的规定，扭矩扳子需要在扭矩扳子检定装置上进行检定或校准。目前国内生产扭矩扳子检定装置的厂家有十多家，常见的进口检定装置也有多种型式，由于量程和生产厂家的不同，检定装置的结构也各有不同。按应用场地的角度来分，可分为便携式校准装置和固定式校准装置;按测量原理来分，可分为电子式、机械式和液压式校准装置。对于常用的电子式扭矩扳子检定装置，通常由扭矩仪(包括扭矩传感器和仪表)、工作台、施扭机构、连接件等部分构成的。图1 列出了目前常见的几种固定式扭矩扳子检定装置，图2 为便携式检定装置图片。

　　就目前常用的电子式校准装置，其工作原理均采用扭矩传感器感受扭矩，用配套仪表指示扭矩的方式进行校准，不同厂家以及不同阶段生产的校准装置各有不同，除了配套的扭矩传感器及仪表的差异之外，还有用于加载扭矩的工作台的结构差异。会对校准结果产生影响的主要的差异在于施加扭矩的方式的不同。常见的校准装置施加扭矩的方式主要有三种：1)扳子水平安装，由拖动机构推动扭矩扳子把手，以扳头为中心，沿水平面转动的加载方式;2)扳子水平安装，固定扭矩扳子把手，由拖动机构拖动扭矩传感器并带动扳头沿水平面旋转的加载方式;3)由拖动机构拖动扭矩传感器并带动扳头沿竖直面旋转的加载方式。与另两种结构形式相比，第二种方式具有明显的优势，一方面可以减少由于扳手本身重心变化引入的附加扭矩的变化，同时也可以减小由于把手与支撑杆件之间的摩擦力引入的附加扭矩的影响。