JJF 2328.2-2025 静力单轴试验机校准规范 第2部分：位移和速度部分

　　中华人民共和国国家计量技术规范

JJF2328.2—2025

静力单轴试验机校准规范 第2部分:

位移和速度部分

CalibrationSpecificationforStaticUniaxialTestingMachines—Part2:

DisplacementandSpeed

2025-11-05发布2026-05-05实施

国家市场监督管理总局 发布

归口单位:全国力值硬度重力计量技术委员会

主要起草单位:福建省计量科学研究院

深圳市计量质量检测研究院

山东省计量科学研究院

参加起草单位:上海质量监督检验技术研究院

上海市计量测试技术研究院有限公司

天津计量监督检测科学研究院

岛津企业管理(中国)有限公司

本规范委托全国力值硬度重力计量技术委员会负责解释

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本规范主要起草人:

吴 泓(福建省计量科学研究院)

黄仕源(深圳市计量质量检测研究院)

李万升(山东省计量科学研究院)

参加起草人:

沈 琪(上海质量监督检验技术研究院)

康张宜(上海市计量测试技术研究院有限公司)

李时鑫(天津计量监督检测科学研究院)

陈 颖[岛津企业管理(中国)有限公司]

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目 录

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

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

2 符号及其定义………………………………………………………………………… (1)

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

4 计量特性……………………………………………………………………………… (2)

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

6 校准项目和校准方法………………………………………………………………… (3)

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

8 复校时间间隔………………………………………………………………………… (6)

附录A 位移测量不确定度评定示例………………………………………………… (7)

附录B 速度测量不确定度评定示例………………………………………………… (10)

附录C 校准记录格式………………………………………………………………… (13)

附录D 校准证书内页格式…………………………………………………………… (14)

Ⅰ

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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订工作

的基础性系列规范。

本规范制定中修改采用ASTM E2309/E2309M-16 《材料试验机的位移测量系统验

证》(StandardPracticesforVerificationofDisplacementMeasuringSystemsandDevices

UsedinMaterialTesting Machines)和ASTM E2658-15 《材料试验机的速度验证》

(StandardPracticesforVerificationofSpeedforMaterialTestingMachines)。

本规范为首次发布。

Ⅱ

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静力单轴试验机校准规范 第2部分:

位移和速度部分

1 范围

本规范适用于静力单轴试验机(以下简称试验机):位移和速度部分的校准。

2 符号及其定义

符号及其定义见表1。

表1 符号、单位与定义

符号单位定义

rD mm 试验机位移指示装置的分辨力

aD % 试验机位移指示装置的相对分辨力

DL mm 试验机位移测量装置测量范围的下限值

ΔD mm 试验机位移测量装置示值绝对误差

δD % 试验机位移测量装置示值相对误差

Di mm 第i 个校准点试验机位移测量系统多次测量示值的算术平均值

D' mm 位移测量标准设备示值

D'i1 mm 第i 次测量时标准装置的位移起始值

D'i2 mm 第i 次测量时标准装置的位移终止值

t'i1 min 第i 次测量时标准装置的时间起始值

t'i2 min 第i 次测量时标准装置的时间终止值

v mm/min 试验机速度设定值

v'i mm/min 第i 次测量的实测速度

v' mm/min 实测速度算术平均值

n 次测量次数

Δv mm/min 试验机速度测量装置示值绝对误差

δv % 试验机速度测量装置示值相对误差

3 概述

试验机是由机械或液压系统施加力值,通常包括加力系统、测力系统、变形测量系

统、位移测量系统、控制系统和计算机数据采集系统。主要用于金属、非金属材料的力

学性能试验。

1

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4 计量特性

4.1 位移测量系统

位移测量系统分级及计量特性见表2。

表2 位移测量系统分级及计量特性

级别

分辨力(取较大值) 最大允许误差(取较大值)

绝对rD

mm

相对aD

%

绝对ΔD

mm

相对δD

%

A 0.013 0.25 ±0.025 ±0.5

B 0.038 0.5 ±0.075 ±1.0

C 0.064 1.0 ±0.125 ±2.0

D 0.13 1.5 ±0.25 ±3.0

4.2 移动速度测量系统

移动速度测量系统分级及计量特性见表3。

表3 移动速度测量系统分级及计量特性

级别

最大允许相对误差δv

%

A ±0.5

B ±1.0

C ±2.0

D ±5.0

E ±10

F ±20

注:以上计量特性条文中所列出的指标不是用于合格性判别,仅供参考。

5 校准条件

5.1 环境条件

5.1.1 温度:(10~35)℃;

5.1.2 湿度:不大于85%RH;

5.1.3 校准应在无影响校准结果的污染、振动、噪声和电磁干扰等环境中进行。

5.2 测量标准及其他设备

5.2.1 百分表、千分表、高度尺、线位移传感器或其他符合要求的位移测量装置。应

根据被校准试验机位移使用范围及其误差范围选择合适的位移测量标准设备,其不确定

度应不大于试验机位移等级所对应的最大允许误差的1/3。

2

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5.2.2 秒表或其他符合要求的计时装置。

5.2.3 速度测量装置。在对试验机速度进行校准时,应根据被校准试验机移动速度范

围及其误差范围选择合适的位移测量标准器和计时装置或速度测量装置,其不确定度应

不大于试验机移动速度等级所对应的最大允许误差的1/3。

6 校准项目和校准方法

6.1 校准项目(见表4)

表4 校准项目一览表

序号校准项目

1 位移测量装置分辨力

2 位移测量装置示值误差

3 速度测量装置示值误差

6.2 校准方法

6.2.1 位移测量装置分辨力

6.2.1.1 模拟式指示装置

指示装置上的刻线应均匀一致,指针的宽度应近似等于刻线宽度。指示装置的分辨

力rD 为一个刻线所代表的位移乘以指针宽度与两相邻刻线中心距(刻度间隔)的比值,

推荐比值为1∶2、1∶5或1∶10。需要测定到指示装置分度值的1/10时,刻度间隔应

不小于2.5mm。

6.2.1.2 数字式指示装置

在系统启动且未施加负载的情况下,目测并记录位移测量装置的分辨力。如果数字

式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。

6.2.1.3 读数变动

如果读数变动大于一个增量,则应认为分辨力rD 等于变动范围的一半加一个增量。

6.2.2 位移测量装置相对分辨力

位移的指示装置的相对分辨力aD 按公式(1)计算:

aD =rD

DL×100% (1)

注:试验机位移指示装置测量范围的下限根据使用说明书确定,如果使用说明书没有规定或规

定不规范,则用分辨力的倍数确定:

———A 级:400×rD ;

———B级:200×rD ;

———C级:100×rD ;

———D级:67×rD 。

6.2.3 位移测量装置示值误差

在系统启动且未施加负载的情况下对本项目进行校准。

3

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在被校准试验机的合适位置安装好位移测量标准器,安装位置应尽量与试验机的施

力轴线重合,移动至设定值,分别记录试验机位移示值及位移测量标准器示值。在位移

使用范围内至少选择5个位移间隔进行测量,一般位移测量点应选择近似等于测量上限

的100%、75%、50%、25%、10%、7.5%、5%、2.5%、1%直至测量下限,每个间

隔测量次数不少于3次。根据记录的数据,计算试验机位移测量装置示值误差。

位移测量装置示值绝对误差ΔD 和相对误差δD 分别按公式(2)和公式(3)计算:

ΔD =Di-D' (2)

δD =Di-D'

D' ×100% (3)

6.2.4 速度测量装置示值误差

在系统启动且未施加负载的情况下对本项目进行校准。

校准前应确认行程足够满足对相应速度进行校准所需的位移量。

在被校准试验机的合适位置安装好位移测量标准器,安装位置应尽量与试验机的施

力轴线重合。设置需校准的试验机移动速度,控制横梁或夹头移动,待进入匀速状态后

启动计时装置,同时记录此时的位移测量标准器;运行足够时间后,停止计时装置并记

录时间,同时记录此时的位移测量标准器示值。每个速度测量点测量次数不少于3次,

实测速度v'i及实测速度平均值v'分别按公式(4)和公式(5)计算。

v'i=D'i2-D'i1

t'i2-t'i1 (4)

v'=Σn

i=1

v'i

n (5)

设定的移动速度所对应的测量时间至少应符合表5。

表5 设定的移动速度所对应的测量时间

速度设定值

mm/min

时间

min

0.05 40

0.1 20

0.2 10

0.5 5

1 4

2 4

5 2

10 2

4

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表5 设定的移动速度所对应的测量时间(续)

速度设定值

mm/min

时间

min

20 1

50 1

100 1

200 1

500 0.5

1000 0.25

2500 0.1

如所使用的标准装置具备直接测量移动速度并连续记录的功能,其匀速段测量时间

至少应符合表5,可选取匀速段任意测得速度值计算实测速度算术平均值,选取点数不

少于3点,实测速度平均值v 按公式(5)计算。

速度测量装置示值绝对误差Δv 和相对误差Δvr分别按公式(6)和公式(7)计算:

Δv=v-v' (6)

Δvr=v-v'

v' ×100% (7)

7 校准结果

校准后,出具校准证书。校准证书至少应包含以下信息:

a)标题:“校准证书”;

b)实验室名称和地址;

c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同);

d)证书的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识;

e)客户的名称和地址;

f)被校对象的描述和明确标识;

g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时,应说明被校对象的

接收日期;

h)如果与校准结果的有效性或应用有关时,应对被校样品的抽样程序进行说明;

i)校准所依据的技术规范的标识,包括名称及代号;

j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;

k)校准环境的描述;

l)校准结果及其测量不确定度的说明;

m)对校准规范的偏离的说明;

n)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识;

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o)校准结果仅对被校对象有效的声明;

p)未经实验室书面批准,不得部分复制证书的声明。

8 复校时间间隔

用户可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔,建议复校时间间隔为1年。

6

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附录A

位移测量不确定度评定示例

A.1 概述

以校准测量上限为1000mm 的静力单轴试验机位移测量系统为例,用测量范围为

(0~100)mm 的数显大量程百分表作为测量标准,依据JJF××××—202× 《静力单

轴试验机校准规范 第2部分:位移和速度》,采用直接比较法进行校准,评定、计算

校准点为50mm 时的测量不确定度。校准时的环境温度为20℃,相对湿度为85%。

A.2 测量模型和灵敏系数

A.2.1 测量模型:

ΔD =Di-D'

式中:

ΔD ———试验机位移测量装置示值绝对误差;

Di ———同一校准点试验机位移测量系统测量示值的算术平均值;

D'———位移测量标准设备示值。

A.2.2 灵敏系数

Di的灵敏系数:

c1=∂ΔD

∂Di =1

D'的灵敏系数:

c2=∂ΔD

∂D'=-1

A.3 标准不确定度来源

A.3.1 输入量Di导致的标准不确定度u(Di)由两个分量构成:

———被校试验机位移测量系统重复性引入的标准不确定度u(Di1);

———被校试验机位移测量系统显示分辨力引入的标准不确定度u(Di2)。

A.3.2 输入量D'导致的标准不确定度u(D')主要由位移测量标准设备的传递误差

引入。

A.4 标准不确定度的评定

A.4.1 u(Di)的评定

A.4.1.1 u(Di1)的评定

对被校试验机位移测量系统在重复性条件下,使用数显大量程百分表在50mm 位

移点进行10 次测量,试验机位移测量系统示值分别为50.05 mm、50.10 mm、

50.03mm、50.03mm、50.08mm、50.06mm、50.08mm、49.98mm、50.02mm、

49.98mm。

试验机位移测量系统示值的算术平均值:

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Di =Σ10

i=1

Di

10 =50.041mm

标准偏差为:

s= Σ10

i=1(Di -Di)2

10-1 =0.041mm

实际测量中以3次测量数据的平均值作为测量结果,则:

u(Di1)=s

3=0.024mm

A.4.1.2 u(Di2)的评定

被校试验机位移测量系统显示分辨力为0.01mm,则区间半宽为0.005mm,该分

布服从均匀分布,故:

u(Di2)=0.005mm

3 =0.003mm

A.4.1.3 u(Di)的计算

u(Di1)与u(Di2)有重复部分,取二者较大值,则:

u(Di)=0.024mm

A.4.2 u(D')的评定

u(D')主要由位移测量标准设备的传递误差引入。测量范围为(0~100)mm 的

数显大量程百分表在50 mm 测量点上的允许误差为±0.03 mm,则区间半宽为

0.03mm,该分布服从均匀分布,故:

u(D')=0.03mm

3 =0.017mm

A.5 合成标准不确定度的评定

A.5.1 标准不确定度分量一览表

标准不确定度分量一览表见表A.1。

表A.1 标准不确定度分量一览表

标准不确定度分量不确定度来源

标准不确定度分

量值/mm 灵敏系数

u(Di) 被校试验机位移测量系统0.024 1

u(Di1) 测量重复性0.024 —

u(Di2) 显示分辨力0.003 —

u(D') 标准器传递引入0.017 -1

A.5.2 合成不确定度的计算

输入量Di、D'引入的各标准不确定度互不相关,则合成不确定度为:

8

JJF2328.2—2025

uc(ΔD )= [c1u(Di)]2+[c2u(D')]2 =0.029mm

A.6 扩展不确定度的计算

取k=2,则扩展不确定度U =k·uc (ΔD )=0.06mm。

A.7 测量不确定度报告

静力单轴试验机位移测量系统在50mm 位移校准点上示值误差的扩展不确定度为:

U =0.06mm,k=2。

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附录B

速度测量不确定度评定示例

B.1 概述

以校准静力单轴试验机速度测量系统为例,用测量范围为(0~100)mm 的数显大

量程百分表、分辨力为0.01s的电子秒表作为测量标准,依据JJF2328.2—2025 《静

力单轴试验机校准规范 第2部分:位移和速度》进行校准,评定、计算校准点为

20mm/min时的测量不确定度。校准时的环境温度为20℃,相对湿度为85%。

B.2 测量模型和灵敏系数

B.2.1 测量模型

Δv=v-D'

t

式中:

Δv———试验机速度测量装置示值绝对误差;

v ———试验机速度测量装置示值;

D'———位移测量标准设备示值;

t ———试验机达到测量位移经过的时间。

B.2.2 灵敏系数

D'的灵敏系数:

c1=∂Δv

∂D'=-1t

t 的灵敏系数:

c2=∂Δv

∂t =D'

t2

B.3 标准不确定度来源

B.3.1 输入量D'导致的标准不确定度u(D')由两个分量构成:

———被校试验机位移测量系统重复性引入的标准不确定度u(D'1);

———位移测量标准设备传递误差引入的标准不确定度u(D'2)。

B.3.2 输入量t 导致的标准不确定度u(t)主要由时间测量标准设备的传递误差引入。

B.4 标准不确定度的评定

B.4.1 u(D')的评定

B.4.1.1 u(D'1)的评定

对被校试验机在重复性条件下,使用数显大量程百分表在60mm 位移点进行10次

测量,测量值分别为60.05 mm、60.10 mm、60.03 mm、60.03 mm、60.08 mm、

60.06mm、60.08mm、59.98mm、60.02mm、59.98mm。

试验机位移测量值的算术平均值:

10

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D'=Σ10

i=1

D'i

10 =60.041mm

标准偏差为:

s= Σ10

i=1(Di -D')2

10-1 =0.041mm

实际测量中以3次测量数据的平均值作为测量结果,则:

u(D'1)=s

3=0.024mm

B.4.1.2 u(D'2)的评定

u(D'2)主要由位移测量标准设备的传递误差引入。测量范围为(0~100)mm 的

数显大量程百分表在60mm 测量点上的允许误差为±0.03mm,则区间半宽为

0.03mm,该分布服从均匀分布,故:

u(D'2)=0.03mm

3 =0.017mm

B.4.1.3 u(D')的计算

u(D'1)与u(D'2)互不相关,则:

u(D')= u(D'1)2+u(D'2)2 =0.029mm

B.4.2 u(t)的评定

u(t)主要由时间测量标准设备的传递误差引入。电子秒表在3min测量点上的最

大允许误差为±0.07s,即±0.0012min,则区间半宽为0.0012min,该分布服从均

匀分布,故:

u(t)=0.0012min

3 ≈0.0007min

B.5 灵敏系数计算

c1=∂Δv

∂D'=-1 t=- 1

3min≈-0.33min-1

c2=∂Δv

∂t =D'

t2 =60.041mm

(3min)2 ≈6.671mm·min-2

B.6 合成标准不确定度的评定

B.6.1 标准不确定度分量一览表

标准不确定度分量一览表见表B.1。

表B.1 标准不确定度分量一览表

标准不确定度分量不确定度来源

标准不确定度

分量值

灵敏系数

u(D') 位移测量0.029mm -0.33min-1

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表B.1 (续)

标准不确定度分量不确定度来源

标准不确定度

分量值

灵敏系数

u(D'1) 位移测量重复性0.024mm ———

u(D'2) 位移测量标准设备传递误差0.017mm ———

u(t) 时间测量标准器传递误差0.0007min 6.671mm·min-2

B.6.2 合成不确定度的计算

输入量Di、D'引入的各标准不确定度互不相关,则合成不确定度为:

uc(Δv)= [c1u(D')]2+[c2u(t)]2 ≈0.011mm/min

B.7 扩展不确定度的计算

取k=2,则扩展不确定度U =k·uc(Δv)≈0.03mm/min。

B.8 测量不确定度报告

静力单轴试验机速度测量系统在20mm/min校准点上示值误差的扩展不确定度为:

U =0.03mm/min,k=2。

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附录C

校准记录格式

送检单位名称: 型号规格: 编号:

制造厂: 校准地点: 校准日期:

温度: 相对湿度:

标准器名称: 型号: 编号:

准确度等级: 证书编号: 有效期:

1. 位移测量装置分辨力

分辨力:

2. 位移测量装置示值校准

位移标

准值D/mm

试验机位移测量装置示值Di

mm

1 2 3

试验机位移

测量装置示

值平均值Di

mm

绝对误

差ΔD

mm

相对误差

ΔDr

%

扩展不

确定度

U

不确定度来源:

3. 速度测量装置示值校准

速度设

定值v

/ (mm/

min)

测量时间

T/s

位移测量标准装置示

值Dj/mm

1 2 3

位移标准

测量装置

示值平均

值Dj

/mm

速度实

测平均值

vj

mm/min

绝对误差

Δv

mm/min

相对

误差

Δvr

%

扩展不

确定

度U

校准证书号: 校准员:

记录编号: 核验员:

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附录D

校准证书内页格式

校准结果:

1. 位移测量装置分辨力

分辨力:

2. 位移测量装置示值校准

位移标准值D

/mm

试验机位移测量装

置示值平均值Di/mm

绝对误差ΔD

mm

相对误差ΔDr

% 扩展不确定度U

3. 速度测量装置示值校准

速度设定值

v/ (mm/min)

速度实测平均值vj

mm/min

绝对误差Δv

mm/min

相对误差Δvr

% 扩展不确定度U

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