ISO 376:1999
(Main)Metallic materials — Calibration of force-proving instruments used for the verification of uniaxial testing machines
Metallic materials — Calibration of force-proving instruments used for the verification of uniaxial testing machines
Matériaux métalliques — Étalonnage des instruments de mesure de force utilisés pour la vérification des machines d'essais uniaxiaux
La présente Norme internationale traite de l'étalonnage des instruments de mesure de force utilisés pour la vérification statique des machines d'essais uniaxiaux (par exemple machines d'essai de traction/compression), et décrit un mode de classification de ces instruments. L'instrument de mesure de force est défini comme étant l'ensemble allant du capteur de force jusqu'à et y compris l'appareil indicateur. La présente Norme internationale s'applique généralement aux instruments de mesure de force dans lesquels la charge est déterminée par la mesure de la déformation élastique d'un élément chargé ou par la mesure d'une grandeur proportionnelle à celle-ci.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 376
Second edition
1999-08-15
Metallic materials — Calibration of
force-proving instruments used for
the verification of uniaxial testing machines
Matériaux métalliques — Étalonnage des instruments de mesure de force
utilisés pour la vérification des machines d'essais uniaxiaux
A
Reference number
ISO 376:1999(E)
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Contents Page
1 Scope .1
2 Normative reference .1
3 Principle.1
4 Characteristics of force-proving instruments.2
5 Symbols, units and designations.3
6 Calibration of the force-proving instrument .3
7 Classification of the force-proving instrument.7
8 Use of calibrated force-proving instruments.9
Annex A (informative) Example of dimensions of force transducers and corresponding loading fittings .10
Annex B (informative) Additional information.17
Bibliography.20
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International Organization for Standardization
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Printed in Switzerland
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ISO 376:1999(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
International Standard ISO 376 was prepared by Technical Committee ISO/TC 164, Mechanical testing of metals,
Subcommittee SC 1, Uniaxial testing.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 376:1987) which has been technically revised.
Annexes A and B of this International Standard are for information only.
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INTERNATIONAL STANDARD © ISO ISO 376:1999(E)
Metallic materials — Calibration of force-proving instruments used
for the verification of uniaxial testing machines
1 Scope
This International Standard covers the calibration of force-proving instruments used for the static verification of
uniaxial testing machines (e.g. tension/compression testing machines) and describes a procedure for classifying
these instruments. A force-proving instrument is defined as being the whole assembly from the force transducer
through to and including the indicator. This International Standard generally applies to force-proving instruments in
which the force is determined by measuring the elastic deformation of a loaded member or a quantity which is
proportional to it.
2 Normative reference
The following normative document contains provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent edition of the normative document indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 7500-1, Metallic materials — Verification of static uniaxial testing machines — Part 1: Tension/compression
testing machines — Verification and calibration of the force-measuring system.
3 Principle
Calibration consists of applying precisely-known forces to the loaded member and recording the data from the
deflection measuring system, which is considered an integral part of the force-proving instrument.
When an electrical measurement is made, the indicator may be replaced by another indicator and the force-proving
instrument need not be recalibrated provided the following conditions are fulfilled.
a) The original and replacement indicators have calibration certificates traceable to national standards which give
the results of calibration in terms of electrical base units (volt, ampere). The replacement indicator shall be
calibrated over a range equal to or greater than the range for which it is used with the force-proving instrument
and the resolution of the indicator shall be at least equal to the resolution of the indicator when it is used with
the force-proving instrument.
b) The units and excitation source of the replacement indicator should be respectively of the same quantity (e.g.
5 V, 10 V) and type (e.g. AC or DC carrier frequency).
c) The uncertainty of each indicator (both the original and the replacement indicators) shall not influence the
uncertainty of the whole assembly of the force-proving instrument. It is recommended that the uncertainty of the
replacement indicator should be no greater than 1/3 of the uncertainty of the entire system.
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4 Characteristics of force-proving instruments
4.1 Identification of the force-proving instrument
All the elements of the force-proving instrument (including the cables for electrical connection) shall be individually
and uniquely identified, e.g. by the name of the manufacturer, the model and the serial number. For the force
transducer, the maximum working force shall be indicated.
4.2 Application of force
The force transducer and its loading fittings shall be designed so as to ensure axial application of force, whether in
tension or compression.
Examples of loading fittings are given in annex A.
4.3 Measurement of deflection
Measurement of the deflection of the loaded member of the force transducer may be carried out by mechanical,
electrical, optical or other means with adequate accuracy and stability.
The type and the quality of the deflection measuring system determine whether the force-proving instrument is
classified only for specific calibration forces or for interpolation (see clause 7).
Generally, the use of force-proving instruments with dial gauges as a means of measuring the deflection is limited to
the forces for which the instruments have been calibrated. The dial gauge, if used over a long travel, may contain
large localised periodic errors which produce an uncertainty too great to permit interpolation between calibration
forces. The dial gauge may be used for interpolation if its periodic error has a negligible influence on the
interpolation error of the force-proving instrument.
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ISO 376:1999(E)
5 Symbols, units and designations
For the purpose of this International Standard, the symbols, units and designations given in Table 1 shall apply.
Table 1 — Symbols, units and designations
Symbol Unit Designation
F N Maximum capacity of the measuring range
N
F N Maximum capacity of the transducer
f
a
i – Reading on the indicator before application of force
o
a
i – Reading on the indicator after removal of force
f
X – Deflection with increasing test force
X' – Deflection with decreasing test force
X – Average value of the deflections with rotation
r
X – Average value of deflections without rotation
wr
X – Maximum deflection
max
X – Minimum deflection
min
X – Computed value of deflection
a
X – Deflection corresponding to the maximum capacity
N
b % Relative reproducibility error with rotation
b' % Relative repeatability without rotation
f % Relative zero error
o
f % Relative interpolation error
c
r – Resolution of the indicator
v % Relative reversibility error of the force-proving instrument
a
Reading value corresponding to the deflection.
6 Calibration of the force-proving instrument
6.1 General
Before undertaking the calibration of the force-proving instrument, ensure that this instrument is able to be
calibrated. This can be done by means of preliminary tests such as those defined below and given as examples.
6.1.1 Overloading test
This optional test is described in clause B.1.
6.1.2 Verification relating to application of forces
Ensure
that the attachment system of the force-proving instrument allows axial application of the force when the
instrument is used for tensile testing;
that there is no interaction between the force transducer and its support on the calibration machine when the
instrument is used for compression testing.
Clause B.2 gives an example of a method which can be used.
NOTE Other methods can be used, e.g. a method using a flat-based transducer with a spherical button or upper bearing
surface.
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ISO 376:1999(E)
6.1.3 Variable voltage test
This test is left to the discretion of the calibration service. For force-proving instruments requiring an electrical
supply, verify that a variation of ± 10 % of the line voltage has no significant effect. This verification can be carried
out by means of a force transducer simulator or by another appropriate method.
6.2 Resolution of the indicator
6.2.1 Analogue scale
The thickness of the graduation marks on the scale shall be uniform and the width of the pointer shall be
approximately equal to the width of a graduation mark.
The resolution (r) of the indicator shall be obtained from the ratio between the width of the pointer and the centre-to-
centre distance between two adjacent scale graduation marks (scale interval), the recommended ratios being 1/2,
1/5 or 1/10, a spacing of 1,25 mm or greater being required for the estimation of a tenth of the division on the scale.
A vernier scale of dimensions appropriate to the analogue scale may be used to allow direct fractional reading of the
instrument scale division.
6.2.2 Digital scale
The resolution is considered to be one increment of the last active number on the numerical indicator, provided that
the indication does not fluctuate by more than one increment with no force applied to the instrument.
6.2.3 Variation of readings
If the readings fluctuate by more than the value previously calculated for the resolution (with no force applied to the
instrument), the resolution shall be deemed to be equal to half the range of fluctuation.
6.2.4 Units
The resolution (r) shall be converted to units of force.
6.3 Minimum force
Taking into consideration the accuracy with which the deflection of the instrument may be read during calibration or
during its subsequent use for verifying machines, the minimum force applied to a force-proving instrument shall
comply with the two following conditions:
a) the minimum force shall be greater than or equal to:
4 000 3 r for class 00
2 000 3 r for class 0,5
1 000 3 r for class 1
500 3 r for class 2
b) the minimum force shall be greater than or equal to 0,02 F .
f
6.4 Calibration procedure
6.4.1 Preloading
Before the calibration forces are applied, in a given mode (tension or compression), the maximum force shall be
applied to the instrument three times. The duration of the application of each preload shall be between 1 min and
1,5 min.
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6.4.2 Procedure
The calibration shall be carried out by applying two series of calibration forces to the force-proving instrument with
increasing values only, without disturbing the device.
Then apply at least two further series of increasing and decreasing values. Between each of the further series of
forces, the force-proving instrument shall be rotated symmetrically on its axis to positions uniformly distributed over
360° (i.e. 0°, 120°, 240°). If this is not possible, it is permissible to adopt the following positions: 0°, 180° and 360°
(see Figure 1).
For the determination of the interpolation curve, the number of forces shall be not less than eight, and these forces
shall be distributed as uniformly as possible over the calibration range.
NOTE 1 If a periodic error is suspected, it is recommended that intervals between the forces which correspond to the
periodicity of this error should be avoided.
NOTE 2 This procedure determines only the maximum hysteresis of the device. Accurate determination of the hysteresis can
only be performed on dead-weight machines.
The force-proving instrument shall be pre-loaded three times to the maximum force in the direction in which the
subsequent forces are to be applied. When the direction of loading is changed, the maximum force shall be applied
three times in the new direction.
The readings corresponding to no force shall be noted after waiting at least 30 s after the force has been totally
removed.
NOTE 3 There should be a wait of at least 3 min between subsequent measurement series.
Instruments with detachable parts shall be dismantled, as for packaging and transport, at least once during
calibration. In general, this dismantling shall be carried out between the second and third series of calibration forces.
The maximum force shall be applied to the force-proving instrument at least three times before the next series of
forces is applied.
Before starting the calibration of an electrical force-proving instrument, the zero signal may be noted (see
clause B.3).
6.4.3 Loading conditions
The time interval between two successive loadings shall be as uniform as possible, and no reading shall be taken at
least 30 s after the start of the force change. The calibration shall be performed at a temperature stable to 6 1 °C,
this temperature shall be within the range 18 °C to 28 °C and shall be recorded. Sufficient time shall be allowed for
the force-proving instrument to attain a stable temperature.
NOTE When it is known that the force-proving instrument is not temperature compensated, care should be taken to ensure
that temperature variations do not affect the calibration.
Strain gauge transducers shall be energized for at least 30 min before calibration.
6.4.4 Determination of deflection
A deflection is defined as the difference between a reading under force and a reading without force.
NOTE This definition of deflection applies to output readings in electrical units as well as to output readings in length units.
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Figure 1 — Positions of the force-proving instrument
6.5 Assessment of the force-proving instrument
6.5.1 Relative reproducibility and repeatability errors, b and b'
These errors are calculated for each calibration force and in the two cases: with rotation of the proving instrument
(b) and without rotation (b' ), using the following equations:
XX-
max min
b =·100
X
r
where
XX++X
13 5
X
=
r
3
-XX
21
100
b¢=·
X
wr
where
XX+
12
X =
wr
2
6.5.2 Relative interpolation error, f
c
This error is determined using a first-, second-, or third-degree equation giving the deflection as a function of the
calibration force.
NOTE For other methods of determining this error, see the Bibliography.
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ISO 376:1999(E)
The equation used shall be indicated in the calibration report. The relative interpolation error shall be calculated
from the equation:
XX-r
a
f =·100
c
X
a
6.5.3 Relative zero error, f
o
The zero shall be adjusted before and recorded after each series of tests. The zero reading shall be taken
approximately 30 s after the force has been completely removed.
The relative zero error is calculated from the equation:
ii-fo
f =·100
o
X
N
6.5.4 Relative reversibility error, v
The relative reversibility error is determined at each calibration, by carrying out a verification with increasing forces
and then with decreasing forces.
NOTE If determination of the relative reversibility error is not practical, a note in the calibration certificate should state that
the device has been calibrated with increasing forces only.
The difference between the values obtained for both series with increasing force and with decreasing force enables
the relative reversibility error to be calculated using the following equations:
XX¢-
43
v =
1
X
3
XX¢-
65
v =
2
X
5
v is calculated as the mean value of v and v :
1 2
vv+
12
v =
2
7 Classification of the force-proving instrument
7.1 Principle of classification
The range for which the force-proving instrument is classified is determined by considering each calibration force,
one after the other, starting with the maximum force and decreasing to the lowest calibration force. The
classification range ceases at the last force for which the classification requirements are satisfied.
The force-proving instrument can be classified either for specific forces or for interpolation.
7.2 Classification criteria
The range of classification of a force-proving instrument shall at least cover the range 50 % to 100 % of F .
N
7.2.1 For instruments classified only for specific forces, the criteria which shall be considered are:
the relative reproducibility and repeatability errors;
the relative zero error;
7
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ISO 376:1999(E)
the relative reversibility error.
7.2.2 For instruments classified for interpolation, the following criteria shall be considered:
the relative reproducibility and repeatability errors;
the relative interpolation error;
the relative zero error;
the relative reversibility error.
Table 2 gives the values of these different parameters in accordance with the class
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 376
Deuxième édition
1999-08-15
Matériaux métalliques — Étalonnage des
instruments de mesure de force utilisés
pour la vérification des machines d'essais
uniaxiaux
Metallic materials — Calibration of force-proving instruments used for the
verification of uniaxial testing machines
A
Numéro de référence
ISO 376:1999(F)
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ISO 376:1999(F)
Sommaire Page
1 Domaine d’application .1
2 Référence normative .1
3 Principe.1
4 Caractéristiques des instruments de mesure de force.2
5 Symboles, unités et désignations.2
6 Étalonnage de l'instrument de mesure de force.3
7 Classement de l'instrument de mesure de force.7
8 Utilisation des instruments de mesure de force étalonnés.9
Annexe A (informative) Exemple de dimensions de capteurs de force et de dispositifs de montage
correspondants.10
Annexe B (informative) Informations complémentaires.17
Bibliographie.20
© ISO 1999
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque
forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Suisse
Internet iso@iso.ch
Imprimé en Suisse
ii
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© ISO
ISO 376:1999(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO, participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
La Norme internationale ISO 376 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164 Essais mécaniques des
métaux, sous-comité SC 1 Essais uniaxiaux.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 376:1987), dont elle constitue une révision
technique.
Les annexes A et B de la présente Norme internationale sont données uniquement à titre d’information.
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NORME INTERNATIONALE © ISO ISO 376:1999(F)
Matériaux métalliques — Étalonnage des instruments de mesure
de force utilisés pour la vérification des machines d'essais
uniaxiaux
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale traite de l'étalonnage des instruments de mesure de force utilisés pour la
vérification statique des machines d'essais uniaxiaux (par exemple machines d'essai de traction/compression), et
décrit un mode de classification de ces instruments. L'instrument de mesure de force est défini comme étant
l'ensemble allant du capteur de force jusqu'à et y compris l'appareil indicateur. La présente Norme internationale
s'applique généralement aux instruments de mesure de force dans lesquels la charge est déterminée par la mesure
de la déformation élastique d'un élément chargé ou par la mesure d'une grandeur proportionnelle à celle-ci.
2 Référence normative
Le document normatif suivant contient des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite, constituent des
dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour une référence datée, les amendements ultérieurs
ou les révisions de la publication ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fondés sur la
présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus récentes des
documents normatifs indiqués ci-après. Pour une référence non datée, la dernière édition du document normatif en
référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des Normes internationales en
vigueur à un moment donné.
ISO 7500-1, Matériaux métalliques — Vérification des machines pour essais statiques uniaxiaux — Partie 1:
Machines d'essai de traction/compression — Vérification et étalonnage du système de mesure de charge.
3 Principe
L'étalonnage consiste à appliquer des charges connues avec précision à l'élément chargé, et à relever les
indications du système de mesure de la déformation, ce dernier étant considéré comme partie intégrante de
l'instrument de mesure de force.
Dans le cas d'une mesure électrique, l'appareil indicateur peut être remplacé par un autre indicateur, et il n'est pas
nécessaire de réétalonner l'instrument de mesure de force si les conditions suivantes sont remplies.
a) Les appareils indicateurs initial et de remplacement possèdent des certificats d'étalonnage, raccordés aux
étalons nationaux et donnant les résultats de l'étalonnage en termes d'unités électriques de base (volt,
ampère). L'appareil indicateur de remplacement doit être étalonné pour au moins le domaine dans lequel il est
utilisé avec l'instrument de mesure de force, et sa résolution doit être au moins égale à celle de l'appareil
indicateur lorsqu'il est utilisé avec l'instrument de mesure de force.
b) Il convient que les unités et la source d'alimentation de l'appareil indicateur de remplacement soient
respectivement les mêmes (par exemple 5 V, 10 V) et du même type (par exemple courant alternatif, courant
continu, fréquence porteuse).
c) L'incertitude de chaque appareil indicateur (appareils indicateurs initial et de remplacement) ne doit pas
influencer l'incertitude de l'ensemble du dispositif de mesure de force. Il est recommandé que l'incertitude de
l'appareil indicateur de remplacement ne soit pas supérieure au 1/3 de l'incertitude du système complet.
1
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ISO 376:1999(F)
4 Caractéristiques des instruments de mesure de force
4.1 Identification de l'instrument de mesure de force
Tous les éléments de l'instrument de mesure de force (y compris les câbles de liaison électrique) doivent être
identifiés de façon individuelle et spécifique, par exemple par le nom du constructeur, le type et le numéro de série.
Pour le capteur de force, la charge maximale d'utilisation doit être mentionnée.
4.2 Application de la charge
Le capteur de force et les dispositifs de montage doivent être conçus de façon à permettre une application axiale de
la charge, qu'elle soit de traction ou de compression.
Des exemples de dispositifs de montage sont donnés dans l'annexe A.
4.3 Mesure de la déformation
La mesure de déformation de l'élément chargé du capteur de force peut être faite par des moyens mécaniques,
électriques, optiques ou autres, d'une précision et d'une stabilité suffisantes.
Le type et la qualité du système de mesure de la déformation déterminent si l'instrument de mesure de force est
classé uniquement pour des charges d'étalonnage spécifiques ou pour l'interpolation (voir article 7).
En général, l'utilisation des instruments de mesure de force à comparateurs pour la mesure de la déformation est
limitée aux forces pour lesquelles les instruments ont été étalonnés. Le comparateur utilisé sur un long
déplacement peut comporter de grandes erreurs périodiques localisées qui engendrent une incertitude trop grande
pour permettre une interpolation entre les charges d'étalonnage. Le comparateur peut être utilisé pour l'interpolation
à condition que son erreur périodique ait une influence négligeable sur l'erreur d'interpolation de l'instrument de
mesure de force.
5 Symboles, unités et désignations
Dans le cadre de la présente Norme internationale, les symboles, unités et désignations du Tableau 1 sont
applicables.
2
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ISO 376:1999(F)
Tableau 1 — Symboles, unités et désignations
Symbole Unité Désignation
F N Portée maximale de l'échelle de mesure
N
F N Capacité maximale du capteur
f
i — a
o
Indication lue sur l'appareil indicateur
avant application de la charge
i — a
f
Indication lue sur l'appareil indicateur
après suppression de la charge
X — Déformation sous charge croissante
X ' — Déformation sous charge décroissante
— Valeur moyenne des déformations avec rotation
X
r
— Valeur moyenne des déformations sans rotation
X
wr
X — Déformation maximale
max
X — Déformation minimale
min
X — Valeur ajustée de la déformation
a
X — Déformation correspondant à la portée maximale
N
b % Erreur relative de reproductibilité avec rotation
b' % Erreur relative de répétabilité sans rotation
f % Erreur relative du zéro
o
f % Erreur relative d'interpolation
c
r — Résolution de l'appareil indicateur
v % Erreur relative de réversibilité de l'instrument de mesure de force
a
Valeur de l'indication correspondant à la déformation.
6 Étalonnage de l'instrument de mesure de force
6.1 Généralités
Avant d'entreprendre l'étalonnage de l'instrument de mesure de force, il y a lieu de s'assurer que cet instrument est
apte à être étalonné. Cela peut être réalisé à l'aide d'essais préliminaires tels que ceux définis ci-après et donnés à
titre d'exemples.
6.1.1 Essai de surcharge
Cet essai facultatif est décrit à l'article B.1.
6.1.2 Vérification relative à l'application des charges
On doit s'assurer:
que le système de couplage de l'instrument de mesure de force permet une application axiale de la force dans
le cas où l'instrument est utilisé pour des essais de traction;
qu'il n'y a pas d'interaction entre le capteur de force et son appui sur le banc d'étalonnage dans le cas où
l'instrument est utilisé pour des essais de compression.
3
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ISO 376:1999(F)
L'article B.2 donne un exemple de méthode pouvant être utilisée.
NOTE D'autres méthodes peuvent être utilisées, par exemple une méthode utilisant un capteur à base plane avec une
rotule ou une surface d'appui supérieur, sphérique.
6.1.3 Essai sous tension variable
Cet essai est laissé à l'initiative du service d'étalonnage. Pour les instruments de mesure de force nécessitant une
source d'alimentation électrique, on vérifie qu'une variation de ± 10 % de la tension nominale du secteur n'a pas
d'effet significatif. Cette vérification peut être faite soit à l'aide d'un simulateur du capteur de force, soit par une
méthode appropriée.
6.2 Résolution de l'appareil indicateur
6.2.1 Échelle analogique
L'épaisseur des traits de la graduation de l'échelle doit être uniforme et la largeur de l'index doit être
approximativement égale à la largeur d'un trait de la graduation.
La résolution (r) de l'appareil indicateur doit être obtenue à partir du rapport entre la largeur de l'index et la distance
entre les centres de deux graduations adjacentes d'échelle (intervalle d'échelle), les rapports recommandés sont
1/2, 1/5 ou 1/10, un espacement supérieur ou égal à 1,25 mm étant nécessaire pour l'estimation d'un dixième de
division de l'échelle.
Un vernier de dimensions appropriées à l'échelle analogique peut être utilisé pour permettre une lecture directe
d'une fraction de division de l'échelle de l'instrument.
6.2.2 Échelle numérique
La résolution est considérée comme étant un incrément du dernier chiffre pouvant varier sur l'indicateur numérique,
pour autant que l'indication ne fluctue pas de plus d’un incrément quand aucune force n'est appliquée à l'instrument.
6.2.3 Fluctuation des indications
Lorsque les indications fluctuent de plus de la valeur précédemment calculée de la résolution (avec aucune force
appliquée à l'instrument), la résolution doit être prise égale à la moitié de l'étendue de la fluctuation.
6.2.4 Unités
La résolution (r) doit être exprimée en unités de force.
6.3 Charge minimale
En prenant en compte l'exactitude avec laquelle la déformation de l'instrument peut être lue pendant l'étalonnage ou
pendant son utilisation ultérieure lors de la vérification des machines, la charge minimale appliquée à un instrument
de mesure de force doit satisfaire les deux conditions suivantes:
a) la charge minimale doit être supérieure ou égale à
4 000 ´ r pour la classe 00
2 000 ´ r pour la classe 0,5
1 000 ´ r pour la classe 1
500 ´ r pour la classe 2
b) la charge minimale doit être supérieure ou égale à 0,02F .
f
4
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ISO 376:1999(F)
6.4 Mode opératoire d'étalonnage
6.4.1 Chargement préalable
Avant l'application des charges d'étalonnage, dans un mode donné (compression ou traction), la charge maximale
doit être appliquée trois fois à l'instrument. La durée de chaque précharge doit être comprise entre 1 min et 1,5 min.
6.4.2 Mode opératoire
L'étalonnage doit être effectué en appliquant, à l'instrument de mesure de force, deux séries de charges
d'étalonnage par valeurs croissantes uniquement sans démontage du dispositif.
Ensuite au moins deux autres séries avec des valeurs croissantes et décroissantes doivent être appliquées. Entre
chacune de ces séries complémentaires, l'instrument de mesure de force doit être tourné autour de son axe de
façon à occuper des positions réparties d'une manière uniforme sur 360° (c'est-à-dire 0°, 120°, 240°). Dans le cas
où cela n'est pas possible, il est permis d'adopter les positions suivantes: 0°, 180°et 360° (voir Figure 1).
Pour la détermination de la courbe d'interpolation, le nombre de charges ne doit pas être inférieur à huit, et ces
charges doivent être distribuées aussi uniformément que possible sur le domaine d'étalonnage.
NOTE 1 Si l'on craint une erreur périodique, il est recommandé d'éviter que les intervalles entre les charges correspondent à
la périodicité de cette erreur.
NOTE 2 Cette procédure détermine seulement l'hystérésis maximale du dispositif. Une détermination précise de l'hystérésis
ne peut être réalisée que sur des machines à poids morts.
L'instrument de mesure de force doit être préchargé trois fois à la charge maximale dans le sens dans lequel les
charges subséquentes doivent être appliquées. Lorsque le sens d'application des charges est changé, la charge
maximale doit être appliquée trois fois dans cette nouvelle direction.
Les indications correspondant à une charge nulle doivent être notées après un temps d'attente d'au moins 30 s
après libération totale de la charge.
NOTE 3 Entre chaque série de mesures, il convient d'attendre au moins 3 min.
Les instruments avec parties amovibles doivent être démontés, comme pour leur emballage et leur transport, une
fois au moins au cours de l'étalonnage. En général, ce démontage doit être effectué entre la deuxième et troisième
série de charges d'étalonnage. La charge maximale doit être appliquée à l'instrument de mesure de force au moins
trois fois avant d'appliquer la série suivante de charges.
Avant de commencer l'étalonnage d'un instrument de mesure de force, électrique, le zéro du signal peut être noté
(voir article B.3).
6.4.3 Conditions de chargement
L'intervalle de temps entre deux chargements successifs doit être aussi uniforme que possible, et aucune lecture ne
doit être faite au moins 30 s après le début de la modification de charge. L'étalonnage doit être effectué à une
température stable à ± 1 °C, cette température doit être comprise entre 18 °C et 28 °C, et doit être notée. Il faut
attendre un temps suffisant pour permettre à l'instrument de mesure de force d'atteindre une température stable.
NOTE Lorsqu'on sait que l'instrument de mesure de force à étalonner n'est pas compensé thermiquement, il convient de
prendre soin de s'assurer que les variations de température n'affectent pas l'étalonnage.
La mise sous tension d'un capteur à jauges de déformation doit être effectuée au moins 30 min avant l'étalonnage.
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Figure 1 — Figure 2 — Positions de l'instrument de mesure de force
6.4.4 Détermination de la déformation
Une déformation est définie comme étant la différence entre la lecture sous charge et la lecture sans charge.
NOTE Cette définition de la déformation s'applique aux lectures exprimées aussi bien en unités électriques qu'en unités de
longueur.
6.5 Caractérisation de l'instrument de mesure de force
6.5.1 Erreurs relatives de reproductibilité, b, et de répétabilité, b'
Ces erreurs sont calculées pour chaque charge d'étalonnage et dans les deux cas: avec rotation de l'instrument de
mesure de force (b) et sans rotation de ce dernier (b'), en utilisant les équations suivantes:
XX-
max min
b =·100
X
r
où
XX++X
13 5
X =
r
3
XX-21
b' =·100
X
wr
où
XX+
12
X =
wr
2
6
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6.5.2 Erreur relative d'interpolation, f
c
Cette erreur est déterminée à partir d'une équation du premier, second ou troisième degré donnant la déformation
en fonction de la charge d'étalonnage.
NOTE Pour d'autres méthodes de détermination de cette erreur, voir la bibliographie.
L'équation utilisée doit être précisée dans le rapport d'étalonnage. L'erreur relative d'interpolation doit être calculée
conformément à la formule suivante:
XX-ra
=·100
f
c
X
a
6.5.3 Erreur relative du zéro, f
o
Le zéro doit être ajusté avant et relevé après chaque série d'essais. La lecture du zéro doit être effectuée environ
30 s après déchargement total.
L'erreur relative du zéro est calculée conformément à la formule suivante:
ii-
f o
f =·100
o
X
N
6.5.4 Erreur relative de réversibilité, v
L'erreur relative de réversibilité est déterminée à chaque étalonnage en faisant une vérification avec des charges
croissantes puis avec des charges décroissantes.
NOTE S'il n'est pas pratique de déterminer l'erreur relative de réversibilité, il convient de mentionner dans le certificat
d'étalonnage que le dispositif a été étalonné uniquement avec des charges croissantes.
La différence entre les valeurs trouvées pour les deux séries avec charges croissantes et avec charges
décroissantes permet de calculer l'erreur relative de réversibilité conformément aux formules suivantes:
'
XX-4 3
v =
1
X
3
'
XX-6 5
v =
2
X
5
v est calculée comme la valeur moyenne de v et v :
1 2
vv+
12
v =
2
7 Classement de l'instrument de mesure de force
7.1 Principe de classement
Le domaine pour lequel l'instrument de mesure de force est classé est déterminé en considérant chaque charge
d'étalonnage successivement en commençant par la charge maximale et en diminuant jusqu'à la plus faible charge
d'étalonnage. Le domaine de classement cesse à la dernière charge pour laquelle les exigences de classification
sont satisfaites.
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L'instrument de mesure de force peut être classé
soit pour des charges spécifiques,
soit pour l'interpolation.
7.2 Critères de classement
Le domaine de classement d'un instrument de mesure de force doit au moins couvrir le domaine de 50 % à 100 %
de F .
N
7.2.1 Pour les instruments classés uniquement pour des charges spécifiques, les critères qui doivent être pris en
considération sont
les erreurs relatives de reproductibilité et de répétabilité;
l'erreur relative du zéro;
l'erreur relative de réversibilité.
7.2.2 Pour les instruments classés pour l'interpolation, les critères suivants doivent être pris en considération:
les erreurs relatives de reproductibilité et de répétabilité;
l'erreur relative d'interpolation;
l'erreur relative du zéro;
...
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