JJF 2271-2025 金属应力松弛试验机校准规范

　　中华人民共和国国家计量技术规范

　　JJF2271—2025

　　金属应力松弛试验机校准规范

　　CalibrationSpecificationforMetallicStressRelaxation

　　TestingMachines

　　2025-06-11发布2025-12-11实施

　　国家市场监督管理总局 发布

　　归口单位:全国公路专用计量器具计量技术委员会

　　起草单位:交通运输部公路科学研究所

　　中路高科交通检测检验认证有限公司

　　本规范委托全国公路专用计量器具计量技术委员会负责解释

　　本规范主要起草人:

　　刘 静(交通运输部公路科学研究所)

　　刘 璐(交通运输部公路科学研究所)

　　卢达义(交通运输部公路科学研究所)

　　朱 静(交通运输部公路科学研究所)

　　高俊元(中路高科交通检测检验认证有限公司)

　　参加起草人:

　　贾学斌(中路高科交通检测检验认证有限公司)

　　王岐峰(中路高科交通检测检验认证有限公司)

　　目 录

　　引言……………………………………………………………………………………… (Ⅱ)

　　1 范围…………………………………………………………………………………… (1)

　　2 引用文件……………………………………………………………………………… (1)

　　3 概述…………………………………………………………………………………… (1)

　　4 计量特性……………………………………………………………………………… (1)

　　4.1 零点漂移…………………………………………………………………………… (1)

　　4.2 相对分辨力………………………………………………………………………… (1)

　　4.3 试验机力值的各项指标…………………………………………………………… (2)

　　4.4 位移示值相对误差………………………………………………………………… (2)

　　4.5 变形示值相对误差………………………………………………………………… (2)

　　4.6 夹头移动速度示值相对误差……………………………………………………… (2)

　　4.7 温度示值误差……………………………………………………………………… (2)

　　5 校准条件……………………………………………………………………………… (2)

　　5.1 环境条件…………………………………………………………………………… (2)

　　5.2 校准设备…………………………………………………………………………… (2)

　　6 校准项目和校准方法………………………………………………………………… (2)

　　6.1 零点漂移…………………………………………………………………………… (2)

　　6.2 相对分辨力………………………………………………………………………… (2)

　　6.3 试验机力值的各项指标…………………………………………………………… (3)

　　6.4 位移示值相对误差………………………………………………………………… (4)

　　6.5 变形示值相对误差………………………………………………………………… (4)

　　6.6 夹头移动速度示值相对误差……………………………………………………… (4)

　　6.7 温度示值误差……………………………………………………………………… (5)

　　7 校准结果表达………………………………………………………………………… (5)

　　7.1 校准记录…………………………………………………………………………… (5)

　　7.2 校准证书…………………………………………………………………………… (5)

　　7.3 校准结果不确定度评定…………………………………………………………… (5)

　　8 复校时间间隔………………………………………………………………………… (5)

　　附录A 金属应力松弛试验机校准记录式样………………………………………… (6)

　　附录B 金属应力松弛试验机校准证书信息及内页式样…………………………… (8)

　　附录C 金属应力松弛试验机力值校准结果不确定度评定示例…………………… (9)

　　引 言

　　JJF1071—2010 《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001—2011 《通用计量术语及

　　定义》、JJF1059.1—2012 《测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作

　　的基础性系列规范。

　　本规范为首次发布。

　　1 范围

　　本规范适用于金属应力松弛试验机的校准。

　　2 引用文件

　　本规范引用下列文件:

　　JJG139 拉力、压力和万能试验机检定规程

　　JJG762 引伸计检定规程

　　JJF1059.1 测量不确定度评定与表示

　　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,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。

　　3 概述

　　金属应力松弛试验机(以下简称试验机)以机械方式对试样施加力值,用于检测金

　　属材料室温下拉伸应力松弛性能。试验机主要由控制装置、力值测量装置、位移测量装

　　置、温度测量装置、夹具等部分组成,如图1所示。

　　图1 试验机结构示意图

　　1—控制装置;2—力值测量装置;3—位移测量装置;4—温度测量装置;5—夹具

　　4 计量特性

　　4.1 零点漂移

　　试验机预热时间不超过30min,预热后15min内的零点漂移不超过±1%。

　　4.2 相对分辨力

　　最大允许值为0.5%。

　　1

　　JJF2271—2025

　　4.3 试验机力值的各项指标

　　4.3.1 示值相对误差最大允许值为±1.0%。

　　4.3.2 示值重复性相对误差最大允许值为1.0%。

　　4.3.3 零点相对误差最大允许值为±0.1%。

　　4.4 位移示值相对误差

　　试验机的位移示值相对误差最大允许值为±1%。

　　4.5 变形示值相对误差

　　试验机的变形示值相对误差最大允许值为±1%。

　　4.6 夹头移动速度示值相对误差

　　在零试验力下,试验机夹头的移动速度示值相对误差最大允许值为±1%。

　　4.7 温度示值误差

　　试验机的温度示值误差最大允许值为±1℃。

　　5 校准条件

　　5.1 环境条件

　　5.1.1 校准环境温度为(20±2)℃,校准过程中温度波动不大于2℃。

　　5.1.2 相对湿度不大于70%。

　　5.1.3 周围应无影响校准工作的振动。

　　5.2 校准设备

　　试验机校准用设备如下:

　　a)标准测力仪:量程不少于300kN,0.3级;

　　b)位移标准装置:最大允许误差为±5.0μm;

　　c)高度尺或钢直尺:量程不少于300mm,最大允许误差为±0.1mm;

　　d)秒表:分辨力为0.1s;

　　e)温度计:分度值为0.1℃,最大允许误差为±0.4℃。

　　6 校准项目和校准方法

　　6.1 零点漂移

　　启动试验机,预热后,调整好零点,观察15min内试验机零点示值的变化量,按

　　式(1)计算零点漂移。

　　z=Fod

　　FL ×100% (1)

　　式中:

　　z———力值测量装置的零点漂移;

　　Fod———力值测量装置的零点示值变化量,kN;

　　FL———试验力测量范围的下限值,kN,按照JJG139的规定确定。

　　6.2 相对分辨力

　　如果试验力指示装置的示值变动不大于一个增量,则认为其分辨力为一个增量。如

　　果示值变动大于一个增量,则应认为分辨力等于变动范围的一半加上一个增量。启动试

　　2

　　JJF2271—2025

　　验机,读取试验力的分辨力,按式(2)计算相对分辨力。

　　a=r

　　FL×100% (2)

　　式中:

　　a———力值测量装置的相对分辨力;

　　r———力值测量装置的分辨力,kN。

　　6.3 试验机力值的各项指标

　　6.3.1 测量步骤

　　a)在试验机上安装标准测力仪时,尽量保证拉向力通过标准测力仪的受力轴线,

　　应使任何弯曲效应减至最低程度。

　　b)标准测力仪应放置足够的时间使其达到稳定的温度,在每次校准操作过程中,

　　温度应稳定在±2℃以内,必要时,应对力值读数进行温度修正。

　　c)在开始校准前,试验机连同安装好的标准测力仪应至少施加3次最大试验力,

　　然后应以递增力进行3组测量。每组测量应至少有5个力值点,并在每个校准范围的

　　2%~100%范围内近似等间隔分布。

　　d)每组测量前应调整零点,零点读数应在力完全卸除约30s后读取。

　　6.3.2 结果计算

　　6.3.2.1 示值相对误差

　　按照式(3)、式(4)计算试验力示值相对误差。

　　δ=Σ3i=1δi

　　3 (3)

　　式中:

　　δ———试验力示值相对误差;

　　δi———试验机测得力值第i 次试验的示值相对误差。

　　δi=Fi-fi

　　fi ×100% (4)

　　式中:

　　fi———标准测力仪第i 次试验的力值,kN;

　　Fi———试验机第i 次试验的力值,kN。

　　6.3.2.2 示值重复性相对误差

　　按照式(5)计算示值重复性相对误差。

　　b=δmax-δmin (5)

　　式中:

　　b———试验力重复性相对误差;

　　δmax———同一测试点3次试验力示值相对误差的最大值;

　　δmin———同一测试点3次试验力示值相对误差的最小值。

　　6.3.2.3 零点相对误差

　　按式(6)计算单次零点相对误差,取3次算术平均值作为试验力的零点相对误差。

　　3

　　JJF2271—2025

　　zr=Foi

　　FL ×100% (6)

　　式中:

　　zr———试验力的单次零点相对误差;

　　Foi———卸除试验力30s后试验机第i 次试验的残余示值,kN。

　　6.4 位移示值相对误差

　　试验步骤如下:

　　a)选择试验机位移测量最大值的1%和50%作为测点;

　　b)位移标准装置达到测点标准示值后,查看试验机的位移示值;

　　c)重复步骤a)~b)3次,按照式(7)计算位移示值相对误差。

　　qD =Di-D

　　D ×100% (7)

　　式中:

　　qD ———位移示值相对误差;

　　D ———位移标准装置指示的位移值,mm;

　　Di———同测点试验机位移3次示值的算术平均值,mm。

　　6.5 变形示值相对误差

　　按照JJG762的步骤进行校准。

　　6.6 夹头移动速度示值相对误差

　　试验步骤如下:

　　a)在夹头移动速度范围内,选择最低、最高和中间3个速度的算术平均值作为标

　　准速度,若最低速度小于0.05mm/min,可舍弃该速度值;

　　b)设定夹头移动速度值,启动试验机;

　　c)选用高度尺或钢直尺作为校准器具,测量夹头移动距离,采用秒表测量夹头移

　　动时间;

　　d)每个速度测量3次,取3次测量的算术平均值作为夹头移动速度的标准值,按

　　照式(8)、式(9)计算夹头移动速度示值相对误差。

　　w =vb-vi

　　vi ×100% (8)

　　vi=si

　　ti (9)

　　式中:

　　w ———夹头移动速度示值相对误差;

　　vb———试验机设定的夹头移动速度,mm/min;

　　vi———夹头移动速度的标准值平均值,mm/min;

　　vi———夹头移动速度的标准值,mm/min;

　　si———第i 次测量的夹头移动距离,mm;

　　ti———第i 次测量的夹头移动时间,min。

　　4

　　JJF2271—2025

　　6.7 温度示值误差

　　试验室温度控制在(20±2)℃,温度计与试验机同时测量温度,按式(10)计算温

　　度示值误差。重复测量3次,计算算术平均值作为测量结果。

　　Δ=T -Tb (10)

　　式中:

　　Δ———温度示值误差,℃;

　　T ———试验机的温度示值,℃;

　　Tb———温度计的示值,℃。

　　7 校准结果表达

　　7.1 校准记录

　　试验机的校准记录应信息齐全、内容完整,校准记录式样见附录A。

　　7.2 校准证书

　　试验机的校准结果以校准证书的形式表达,校准结果内页式样见附录B。

　　7.3 校准结果不确定度评定

　　金属应力松弛试验机校准结果的不确定度评定按照JJF1059.1进行,不确定度评

　　定示例见附录C。

　　8 复校时间间隔

　　金属应力松弛试验机的复校时间间隔建议为12个月。由于复校时间间隔的长短是

　　由标准器的使用情况、使用者等诸因素所决定的,因此送校单位可根据实际使用情况自

　　主决定复校时间间隔。

　　5

　　JJF2271—2025

　　附录A

　　金属应力松弛试验机校准记录式样

　　表格编号: 第 页 共 页

　　样品名称样品编号

　　型号规格样品状态

　　制造单位出厂编号

　　校准依据校准地点

　　校准前

　　样品状态

　　校准后

　　样品状态

　　环境条件温度: ℃ 相对湿度: %

　　所用测量

　　标准或主

　　要设备

　　名称编号主要技术参数溯源证书有效期

　　使用前情况使用后情况

　　零点漂移

　　零点示值变化量/kN 试验力测量范围的下限值/kN 零点漂移

　　相对

　　分辨力

　　力值测量装置的分辨力/kN 试验力测量范围的下限值/kN 相对分辨力

　　试验机力

　　值的各项

　　指标

　　第1次第2次第3次

　　试验机

　　力值/

　　kN

　　标准测力

　　仪力值/

　　kN

　　单次示

　　值相对

　　误差

　　试验机

　　力值/

　　kN

　　标准测力

　　仪力值/

　　kN

　　单次示

　　值相对

　　误差

　　试验机

　　力值/

　　kN

　　标准测力

　　仪力值/

　　kN

　　单次示

　　值相对

　　误差

　　示值

　　相对

　　误差

　　重复性

　　误差

　　测点1

　　测点2

　　测点3

　　测点4

　　测点5

　　零点相

　　对误差

　　试验力测量

　　范围的下

　　限值/kN

　　第1次第2次第3次

　　残余示值/

　　kN

　　单次零点

　　相对误差

　　残余示值/

　　kN

　　单次零点

　　相对误差

　　残余示值/

　　kN

　　单次零点

　　相对误差

　　零点相

　　对误差

　　6

　　JJF2271—2025

　　续表

　　位移示值

　　相对误差

　　位移标准装

　　置指示的位

　　移值/mm

　　试验机显示的位移值/mm

　　第1次第2次第3次平均值

　　示值相

　　对误差

　　1%处

　　的测点

　　50%处

　　的测点

　　夹头移动

　　速度示值

　　相对误差

　　试验机

　　设定值/

　　(mm/

　　min)

　　夹头移动速度的标准值

　　第1次第2次第3次

　　距离/

　　mm

　　时间/

　　min

　　速度/

　　(mm/

　　min)

　　距离/

　　mm

　　时间/

　　min

　　速度/

　　(mm/

　　min)

　　距离/

　　mm

　　时间/

　　min

　　速度/

　　(mm/

　　min)

　　平均值/

　　(mm/

　　min)

　　示值

　　相对

　　误差

　　最低速度

　　中间速度

　　最高速度

　　变形示值

　　相对误差

　　试验机指示的示值/mm 标准器的示值/mm 示值相

　　对误差

　　测点1

　　……

　　测点10

　　温度示值

　　误差/℃

　　第1次第2次第3次

　　温度计

　　示值

　　试验机

　　温度示值

　　单次示

　　值误差

　　温度计

　　示值

　　试验机

　　温度示值

　　单次示

　　值误差

　　温度计

　　示值

　　试验机

　　温度示值

　　单次示

　　值误差

　　示值误差

　　校准人: 核验人: 校准日期:

　　7

　　JJF2271—2025

　　附录B

　　金属应力松弛试验机校准证书信息及内页式样

　　B.1 校准证书信息

　　金属应力松弛试验机校准证书应至少包括以下信息:

　　a)标题:“校准证书”;

　　b)校准实验室名称和地址;

　　c)进行校准的地点;

　　d)证书编号、页码及总页数;

　　e)委托单位的名称和地址;

　　f)被校准仪器的信息;

　　g)进行校准的日期;

　　h)证书的批准发布日期;

　　i)校准所依据的技术规范名称和代号;

　　j)所用测量标准或主要设备的名称、编号、主要技术参数及溯源证书有效期;

　　k)校准时的环境条件;

　　l)校准结果及其测量不确定度的说明;

　　m)校准报告批准人的签名或识别;

　　n)校准结果仅对校准对象有效的声明;

　　o)未经校准实验室书面批准,不得部分复制校准证书的声明;

　　p)如可获得,任何调整或修理前后的结果;

　　q)相关时,与要求或规范的符合性声明;

　　r)已与客户达成协议时,给出复校时间间隔的建议。

　　B.2 金属应力松弛试验机校准结果内页式样

　　金属应力松弛试验机校准结果内页式样见表B.1。

　　表B.1 金属应力松弛试验机校准结果

　　第页共页

　　序号校准项目校准结果测量不确定度

　　1 零点相对误差

　　2 示值相对误差

　　3 重复性误差

　　4 相对分辨力

　　5 零点漂移

　　6 位移示值相对误差

　　7 变形示值相对误差

　　8 夹头移动速度示值相对误差

　　9 温度示值误差

　　8

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　　附录C

　　金属应力松弛试验机力值校准结果不确定度评定示例

　　C.1 测量模型

　　金属应力松弛试验机力值示值相对误差不确定度评定的测量模型见式(C.1)。

　　δi=Fi-fi

　　fi ×100% (C.1)

　　式中:

　　δi———试验机测得力值第i 次试验的示值相对误差;

　　Fi———试验机第i 次试验的力值,kN;

　　fi———标准测力仪第i 次试验的力值,kN。

　　C.2 灵敏系数

　　fi 的灵敏系数c1= ∂δi

　　∂fi=-Fi

　　fi2

　　Fi 的灵敏系数c2= ∂δi

　　∂Fi=1 fi

　　C.3 标准不确定度的评定

　　C.3.1 由标准测力仪示值引入的不确定度分量u1

　　标准测力仪的最大允许误差为±0.3%,假设为均匀分布,取k= 3。

　　标准测力仪的示值为50kN,所以

　　u1=0.3%×50kN

　　3 ≈0.087kN

　　C.3.2 由试验机示值引入的不确定度分量u2

　　C.3.2.1 由试验机示值重复性引入的不确定度分量u21

　　重复试验3次,得到的试验数据分别为49.940kN、49.970kN、49.930kN。

　　依据极差法计算标准差,按照式(C.2)计算:

　　sδ=δimax-δimin

　　C (C.2)

　　式中:

　　sδ———试验力值重复性标准差,kN;

　　δimax———试验机试验力值3次测得值的最大值,kN;

　　δimin———试验机试验力值3次测得值的最小值,kN;

　　C———极差系数,按照测试次数,查表得1.69。

　　u21=sδ

　　n =49.970kN-49.930kN

　　1.69× 3 ≈0.014kN

　　C.3.2.2 由试验机分辨力引入的不确定度分量u22

　　试验机力值的分辨力为5N,为均匀分布,则

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　　u22=5N

　　2 3≈0.0014kN

　　试验机示值估算不确定度分量u2 为u21和u22取大者,故

　　u2=u21=0.014kN

　　C.3.3 校准过程中温度变化不大,引起的标准不确定度估计为均匀分布。因由温度引

　　起的不确定度过小,该项分量忽略不计。

　　C.4 合成标准不确定度

　　各标准不确定度分量不相关,因此合成标准不确定度为

　　uc(δi)= [|c1|×u(fi)]2 + [|c2|×u(Fi)]2

　　= Fi

　　fi2×u(fi) ?? ??

　　?? ??

　　2

　　+ 1 fi

　　×u(Fi) ? ? ??

　　? ? ??

　　2 (C.3)

　　因为Fi≈fi,所以按照式(C.3)计算得到

　　uc(δi)= 0.087

　　50 2+ 0.014

　　50 2 ≈0.18%

　　C.5 扩展不确定度的确定

　　取包含因子k=2,计算扩展不确定度:

　　U(δi)=uc(δi)·k=0.18%×2=0.36%

　　10

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