JJF(陕) 038-2020 航空发动机试车台矢量推力测量系统校准规范

JJF(陕)038-2020CalibrationSpecificationforVectorThrustofAeroengineTestBed2020-11-16发布2021-02-16实施JJF(陕)038－2020CalibrationSpecificationforVMeasurementSystemofAeroengineTestBedJJF(陕)038－2020JJF(陕)038－2020 （1） （1） （1） （1） （1） （1） （1） （2） （2） （2） （2） （3） （3） （3） （4） （4） （4） （5） （6） （8） （13）JJF(陕)038－2020本规范参考了JJF1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF（军工）20-2012《多分量测并结合航空发动机试车台矢量推力测量系统的实际使用情况，对其具体技术指标和校准方法JJF(陕)038－2020航空发动机试车台矢量推力测量系统校准规范本规范适用于航空发动机试车台（以下简称试车台）凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其3.1航空发动机试车台矢量推力测量系统vectorthrustmeasurementsystemofaeroenginetestbed在航空发动机试车台上，通过测量航向、侧向、垂向三个方向的力值获取发动机矢量推力的系统，一般由航向推力测量系统、侧向推力测量系统用来模拟真实发动机的机械装置，其重量、重心、安装形式与发动机相同，外形与发动某分量负荷作用到推力测量系统上时，引起的其他分量负荷输出的变化与其他分量额定试车台矢量推力测量系统主要用于航空发动机矢量推力的测JJF(陕)038－20202F6 F4动架F5模拟发动机FxF1动架F5模拟发动机FxF1FzF2zF3zyx图1矢量推力测量原理示意图,表1矢量推力测量系统计量性能要求计量特性名称性能要求示值误差测量方向最大允许误差测量范围/kN航向±0.5%FS0~250侧向±2%FS垂向±2%FS重复性满足使用要求耦合误差满足使用要求6.1.4安全要求：校准时应有必要的安全防护措施力标准器为标准测力仪，最大允许误差绝对值不大于被校推力测量系统最大允许误差绝JJF(陕)038－20203对值的1/3，量程应涵盖被校推力测量系统测量范围。力加载装置应加卸载稳定，5s内力值d)通电检查，仪表开关、按键、旋钮等可直至力加载装置与标准测力仪完全脱开。如此重复三次后，调整力加载装置加载杆伸出量，在量程范围内均匀选取包括零点和满量程点在内的6个校准点。从零点开始，依次逐点均匀缓慢加载至满量程点，再依次缓慢卸载至零点。在每一个校准点，待数值稳定后，记录加载力方向标准测力仪示值和所有工作测力仪示值。如此重复三次及以上。按照以上方法依次对航向、侧向和垂向推力测量系统进行校准。示值误差Fmfmi——m方向标准测力仪第i个校准点的示值，kN；YJJF(陕)038－20204m式中：Rmi——m方向推力测量系统第i个校准点的重复性；Fmax,mi——m方向推力测量系统第i个校准点的示值最大值，kN；取最大的Rmi作为m方向推力测量系统的重复性。m式中：Cmn——m方向推力测量系统受到n方向推力分量影响的耦合误差；取Cmn的最大值作为m方向推力测量系统的耦合误差Cm。b）实验室名称和地址；）；），JJF(陕)038－2020h）如果与校准结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行j）本校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；p）未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。航空发动机试车台矢量推力测量系统的复校时间间隔建议不超过2年，使用单位也可根JJF(陕)038－20206委托单位记录编号校准条件温度：℃湿度：%RH风速：m/s被校试车台矢量推力测量系统测量标准被校系统名称仪器名称制造单位型号规格测量不确定度出厂编号证书编号测量范围证书有效期校准依据校准地点2、原始数据（校准方向单位：kN）序号123456标准值（f）Fx行程1行程2行程3Fy行程1行程2行程3Fz行程1行程2行程37JJF(陕)038－20203、示值误差、重复性（校准方向单位：kN）序号123456标准值（f）Fx平均值Fy平均值Fz平均值示值误差ΔF重复性R扩展不确定度Urel，k=24、耦合误差单位：kN）校准方向示值最大值耦合误差xCxyCyzJJF(陕)038－20208B.1数学模型（以航向推力测量系统为例，侧向和垂向推力测量系统的示值误差测量不确定ΔF=F-f（B.1）F—推力测量系统示值，kN；f—标准测力仪示值，kN。FFFfFFFfB.2.1输入量F的标准不确定度评定B.2.1.1输入量F的不确定度主要来源a)推力测量系统重复性引入的不确定度分量uF1；b)推力测量系统耦合误差引入的不确定度分量uF2；c)环境温度影响引入的不确定度分量uF3；d）数据采集系统引入的不确定度分量uF4；e）风力引入的不确定度分量uF5。B.2.1.2推力测量系统重复性引入的不确定度uF1评定推力测量系统重复性所引入的不确定度分量uF1采用A类不确定度评定方式进行评定， 表中Fxij为推力测量系统第i校准点第j次测量的示值，n为测量次数。其n次测量平均值Fxi由公式（B.2）可得到：JJF(陕)038－2020表B.1不确定度分析试验数据记录表示值Fxij/kNnFx nFxFxi测量结果的标准偏差s(Fxi)由公式（B.3）可得到：s(Fxi)((Fxij-Fxi)2j1n1推力测量系统测量结果用平均值表示，则其重复性引入的不确定度uF1由公式（B.4）计 6uF1s(Fxi)（B.4） 6分别计算所选3点的uF1，取3个点之中uF1的最大值uF1max作为uF1,计算结果如表B.2所表B.2不确定度uF1 F/kNxis(Fxi)/kNuF1/kNuF1max/kN-2B.2.1.3推力测量系统耦合误差引入的不确定度分量uF2的评定耦合误差是在侧向或垂向方向加载时，对航向推力测量系统所形成的干扰，该附加干扰力Fy'在实际校准中可以获得，取其最大值为0.39kN，按均匀分布估计，包含因子'uF20.225kN（B.5）JJF(陕)038－2020B.2.1.4环境温度引入的不确定度分量uF3的评定力仪在工作环境温度为（-10~40）℃范围内已进行了温度补偿，温度引入的测量不确定uF30（B.6）B.2.1.5数据采集系统引入的不确定度分量uF4的评定数据采集系统由光缆、采集板、计算机组成，其uF40试车台矢量推力测量系统处于露天环境时，风力对矢量推力测量系统x方向产生的作用力Fw按照公式（B.8）计算：FwCwsv2=0.025kNCw—风阻系数，取Cw=0.5；s—迎风面积，取s=3.14m2；v—风速，取v=5m/s。按正态分布估计，取包含因子k=2，则有：uF50.013kNB.2.1.7输入量F的标准不确定度uF的评定uFuF1uF2uF3uF4+uFB.2.2输入量f的标准不确定度评定B.2.2.1输入量f的不确定度主要来源JJF(陕)038－2020a)标准测力仪引入的不确定度分量uf1；b)加载方向角度偏移引入的不确定度分量uf2；c)数据采集系统引入的不确定度分量uf3；d)环境温度影响引入的不确定度分量uf4。B.2.2.2标准测力仪引入的不确定度分量uf1的评定标准测力仪的准确度等级为0.05级，按均匀分布估计，包含因子k=，则有：B.2.2.3加载方向角度偏移引入的不确定度分量uf2的评定加载方向角度偏移主要受加载杆变形、加载过程中产生的微小位移及安装不同轴等分布估计，包含因子k=，则有：uf20.079kN（B.12）B.2.2.4数据采集系统引入的不确定度分量uf3的评定数据采集系统由光缆、采集板、计算机组成，其uf30（B.13）B.2.2.5环境温度影响引入的不确定度分量uf4的评定力仪在工作环境温度为（-10~50）℃范围内已进行了温度补偿，温度引入的测量不确定uf40（B.14）B.2.2.6输入量f的标准不确定度uf的评定uf2uf22uf22uf32uf4uf10.084kNJJF(陕)038－2020在不确定度来源分析中，已分别考虑F和f引入的不确定度分