国家标准音波式皮带张力计校准规范

1、了F芦中华人民共和国国家计量技术标准JJF 12162021音波式皮带张力计校准标准Calibration Specification forSonic Belt Tension Meters202105一侣发布2021一08一侣实施国家质量监督检验检疫总局发布一一。、音波式皮带张力计校准标准00JJF 1216-20212Calibration Specification for 00Sonic Belt Tension Meters 一。，本标准经国家质量监督检验检疫总局于2021年5月18日批准，并自2021年8月18日起施行。归口单位：全国声学计量技术委员会起草单位：上海市计量测试技术

2、研究院 陕西师范大学应用声学研究所本标准由全国声学计量技术委员会负责解释本标准主要起草人： 安兆亮(上海市计量测试技术研究院) 吴胜举(陕西师范大学应用声学研究所)参加起草人： 张贵仁(上海市计量测试技术研究院) 周子炜(上海市计量测试技术研究院)JJF 12162021目录1范围(1)2引用文献 (1)3术语和计量单位(1)4概述 (1)5计量特性 (1)51频率示值误差(1)52声信号灵敏度特性(2)53张力测量值与计算值的偏差(2)6校准条件 (2)61校准环境条件(2)62计量标准器和主要配套设备(2)7校准工程和校准方法(2)71校准工程(2)72校准方法 (2)8校准结果表达(4)

3、81校准数据处理(4)82校准证书 (4)83校准结果的测量不确定度评定(4)9复校时间间隔 (4) 附录A校准证书内容 (5) 附录B校准结果不确定度评定实例 (7) 附录c音波张力计使用中的适用性 (9)JJF 1216-2021音波式皮带张力计校准标准1范围本标准适用于测量传动带静态张力的音波式皮带张力计(以下简称音波张力计)的校准。2引用文献本标准引用了以下文献：JJG 1882002 声级计JJG 455 2000 工作测力仪JJF 1001-1998 通用计量术语及定义JJF 1034-2005 声学计量名词术语及定义JJV 10591999测量不确定度评定与表示 GBT 3102

4、71993声学的量和单位 使用本标准时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3术语和计量单位本标准采用JJF 1034-2005中有关的名词术语和定义以及GBT 31027 1993中规定的量和单位。4概述音波张力计是以声学方式测量传动带静态张力的非接触式测力仪，其工作原理是通 过对静态张紧状态下的皮带受冲击后振动固有频率进行测量计算处理得到皮带张力。音波张力计主要由传声器、频率测量单元、控制单元、显示单元和计算软件等局部 构成。为了便于测量大多音波张力计还配有可以任意弯曲的延长杆。音波张力计根据测得的频率，按以下公式计算皮带张力：T一4MwS2f2 (1)式中：T皮带张力，N； M一皮带单

5、位长度单位宽度的质量，kgm2； w一一皮带宽度，m；5两皮带轮跨距，m；，振动固有频率(基频)，Hz。 测试时，M，W，S由测试人员手工输入。5计量特性51频率示值误差1JJF 121612021音波张力计的工作频率主要集中在10Hz600Hz范围内，少数具有高频测试挡位 的音波张力计的工作频率可以到达5kHz。所有频率点的示值误差一般不超过2；换 挡误差一般不超过1。52声信号灵敏度特性 音波张力计能够得到稳定声信号响应的最低声压。音波张力计在125Hz声信号频率点，声压70dB时，一般应有稳定响应，即示值误差一般不超过2，声信号灵敏 度特性一般不超过该值5dB。53张力测量值与计算值的偏

6、差 音波张力计张力测量值与计算值的偏差一般不超过5。 注：以上所有指标不是用于合格性判别，仅提供参考。6校准条件61校准环境条件 温度：(1035)； 相对湿度：(2080)； 大气压力：(86106)kPa； 室内A计权环境噪声：45dB。62计量标准器和主要配套设备621正弦信号发生器 正弦信号发生器的频率范围为10Hz20kHz，频率误差应优于025，幅值稳定性应优于4-002dB。622耦合腔 耦合腔在10Hz10kHz频率范围内，谐波失真小于3。623声级计声级计等级为2级，具有I，计权。7校准工程和校准方法71校准工程音波张力计校准工程见表1。表1音波张力计校准工程一览表序号校准工

7、程 计量特性条款号校准工程对应的条款号1外观检查 7212频率示值误差517223声信号灵敏度特性527234张力测量值与计算值的偏差5372472校准方法JJF 1216-2021721外观检查a)产品名称、型号、序列号、制造商名称或商标等标志应清晰可辨、正确、不易 脱落；b)外壳各结构件之间的连接应结合紧密、接触良好、不应有机械损伤；c)控制键应定位准确，接触可靠，操作灵活自如。722频率示值误差 a)音波张力计频率示值误差测量在耦合腔中完成，校准装置方框图如图1所示。 b)将音波张力计的传声器紧密地插入耦合腔中，并调用音波张力计频率测试界面。正弦信号发生器通过耦合腔发出声信号。在10Hz

8、100Hz频率范围内间隔20Hz取点 测试；在100Hz600Hz频率范围间隔100Hz取点测试。对有高频挡的音波张力计， 从500Hz起每间隔500Hz取点测试，直至量程上限。在每一频率点上测量3次，记录 音波张力计各校准点的频率示值。按公式(2)计算频率示值误差，每一频率点3次测 量结果中的示值误差最大值即为该频率示值误差。c)对有不同频率测量挡位的音波张力计，低频中频的换挡误差在100Hz频率点测 量，中频高频的换挡相对误差在500Hz频率点测量。按公式(3)计算频率换挡误差。示值误差如按式(2)计算：瓯一半100ff(2)1换挡误差翰按下式计算：ff珏一2生-生100(3)J r式中：

9、频率示值，Hz；产一频率标准值，Hz；正一 两相邻频率挡中较小一挡测得的频率示值，Hz。723声信号灵敏度特性a)音波张力计声信号灵敏度测量在耦合腔中完成，校准装置方框图如图1所示。音波式皮带 张力计传声器图1频率示值误差校准方框图b)将音波张力计的传声器紧密地插入耦合腔中，并调用音波张力计频率测试界面。 将正弦信号发生器信号频率设为125Hz，用音波张力计测量频率。不断调节信号幅值， 寻找连续测量lo次测量值的示值误差不超过2的最小幅值，记录该正弦信号发生器 的幅值。3nF 1216_一2021c)将声级计传声器紧密插入耦合腔中，测试计权设为L计权，将正弦信号发生器 信号频率设为125Hz，

10、调节幅值与b)中记录值相同，记录这时的声压级。724张力测量值与计算值的偏差 a)音波张力计声信号灵敏度测量在耦合腔中完成，校准装置方框图如图1所示。 b)调用音波张力计张力测试界面，手动输入M，W，S值，可将M，值设为10，S值设为1000。c)将音波张力计的传声器紧密地插入耦合腔中，正弦信号发生器信号频率设为100Hz，用音波张力计测量张力并记录该值。测试中所用的声信号不宜过大，以音波张 力计能稳定地接收到声音为宜。d)改变正弦信号发生器信号频率为10 Hz，50 Hz，500 Hz，重复以上步骤。e)由公式(1)得到张力计算值，张力测量值减去该张力计算值即为张力测量值与 计算值偏差。fl

11、校准结果表达81校准数据处理 所有的数据应先计算，后修约。出具校准数据均保存三位有效数字。82校准证书 音波式皮带张力计经校准后发给校准证书。 校准证书应包括的信息及推荐的校准证书的内页格式见附录A。83校准结果的测量不确定度评定音波张力计校准结果的不确定度按JJF 1059的要求评定，不确定度评定的实例见附录B。9复校时间间隔音波张力计的复校时间间隔建议为1年。 然而，复校时间间隔的长短取决于其使用 情况，如环境条件、使用频率及测量对象等， 因此，使用单位可根据实际使用情况自主 决定复校的时间间隔。4JJF 1216-2021附录A校准证书内容A1校准证书应至少包括以下信息：1)标题，如“校

12、准证书；2)证书的编号、页码及总页数；3)校准实验室的名称和地址；4)进行校准的日期；5)进行校准的地点；6)送校单位的名称和地址；7)被校音波式皮带张力计明确标识；8)校准所依据的技术标准的名称及代号；9)校准所用计量标准的名称、技术参数及有效性说明；10)校准时的环境条件；11)校准结果；12)校准结果的测量不确定度的说明；13)复校时间间隔的建议；14)校准人签名、核验人签名、批准人签名；15)校准结果仅对被校对象有效的声明；16)未经校准实验室书面批准，不得局部复制校准证书的声明。 A2音波张力计校准证书格式(推荐使用)如下：JJF 12162021共页第页校准证书证书编号 送校仪器名

13、称：送校仪器标示编号 校准技术依据：送校单位名称： 送校单位地址： 校准实验室名称：校准实验室地址：校准结果测量不确定度描述校准环境条件：温度 相对湿度 大气压力 校准结果一、外观检查二、频率示值误差标准频率 音波张力计频率示值Hz示值误差 换挡误差HZ 123三、声信号灵敏度特性 测试频率125Hz，声信号灵敏度 dB。四、张力测量值与计算值的偏差M；W；S标准频率Hz 张力测量值N 计算值N 偏差1050100500备注： 校准结果仅对被校对象有效； 未经校准实验室书面批准，不得局部复制校准证书。 其他：校准日期：建议复校时间间隔：校准人签名 核验人签名： 批准人签名：JJF 1216-2

14、021附录B校准结果不确定度评定实例音波张力计是以声学方法实现力学量的测量，频率测量是音波张力计能否精确测量 张力的关键。这里以“频率示值误差为例给出了不确定度评定实例。如图1所示，将音波张力计的传声器紧密地插入耦合腔中，并调用音波张力计频率 测试界面。信号发生器通过耦合腔发出声信号。对5个频率点做测试。每个频率点重复10次，取10次示值的算术平均值作为音波张力计的校准结果。在5个频率点，取标准 差的最大的一组分析。B1数学模型 音波式皮带张力计频率示值相对误差由按式(B1)给出8一(，一，)f (B1)式中：毋一第i个频率点测量的频率示值相对误差；，一一对应标准频率，作用下音波张力计10次示

15、值的算术平均值；卜校准音波张力计时施加的标准频率。B2灵敏度系数由公式(B1)可以导出音波张力计频率示值相对误差的合成标准不确定度“。(候再习蓊而(B2)由于，和彼此独立，C一1甜7的灵敏系数a fa艿，的灵敏系数。z百一一1故公式(B2)可简化为“。(占)=、“2(f)+“2(厂)(B3)B3标准不确定度的A类评定 A类标准不确定度主要来源于频率测量的重复性。表B1中列出了不同频率点10次频率测试结果，取表中标准差的最大值作为A类标准不确定度。“Ao15 B4标准不确定度的B类评定 B41音波张力计的示值估读偏差音波张力计为数字式指示装嚣，分辨力r为其末位有效数字的一个增量，按均匀分 布估算

16、，取标准差最大的一组分析，得到一=一一U701023300JJF 1216-2021表B1不同频率点10次频率测试结果参考频率Hz 50lOO200300 500150O 100200300 501250O 998 2002995003499 100199300500450O 101200300499500 100200300500测量次数650O 1002003005007500 lOO1992995008500 1002003004999499 998 200300500 lO 50O 100200300 500标准差O09 O09 011 015 014B42正弦信号发生器的频率误差 频

17、率测量时，标准频率声信号由正弦信号发生器和耦合腔的组合系统提供，频率的误差主要由信号源，即正弦信号发生器产生，耦合腔引起的误差可以忽略不计。 在规定的环境条件下，温度、相对湿度等参数引起的不确定度通常可以忽略不计。正弦信号发生器的频率误差为025，按均匀分布估计，取一3，那么“R200025i一015B5合成标准不确定度评定 频率示值误差校准结果的测量不确定度的来源及数值汇总于表B2中。表B2频率示值误差校准结果的测量不确定度的来源及数值汇序号 工程符号 分类 标准不确定度数值1频率测量的重复性“A A0152音波张力计示值估读偏差“Bl B O103正弦信号发生器的频率误差UB2 B 015

18、由于表B2中各分量独立无关，故合成标准不确定度为Uc(艿)一、佤再磊丽一o23取包含因子k=2，那么测量结果的扩展不确定度为 U一2H。(d)一2023一o46o58JJF 1216-2021附录C音波张力计使用中的适用性使用音波张力计测试皮带张力时，皮带的材质、宽度、厚度都会对张力值的测量产生偏离 计算值的实际影响，因此可能需要进行修正方能准确测量，修正系数通常由生产厂家给出。如无可依据的技术资料，音波张力计对指定皮带的适用性可由以下方法简单确定：a)选用实际情况下所用的皮带，并配以适合的皮带轮，安装在图C1所示的装置 上。两皮带轮的中心距离应大于两轮直径和的15倍。b)将测力仪调零，接人皮带中，调节右侧张力调节旋钮将皮带绷