ISO 7500-1:2015
(Main)Metallic materials — Calibration and verification of static uniaxial testing machines — Part 1: Tension/compression testing machines — Calibration and verification of the force-measuring system
Metallic materials — Calibration and verification of static uniaxial testing machines — Part 1: Tension/compression testing machines — Calibration and verification of the force-measuring system
ISO 7500-1:2015 specifies the calibration and verification of tension/compression testing machines. The verification consists of: - a general inspection of the testing machine, including its accessories for the force application; - a calibration of the force-measuring system of the testing machine; - a confirmation that the performance properties of the testing machine achieve the limits given for a specified class. NOTE This part of ISO 7500 addresses the static calibration and verification of the force-measuring systems. The calibration values are not necessarily valid for high-speed or dynamic testing applications. Further information regarding dynamic effects is given in the Bibliography. CAUTION Some of the tests specified in this part of ISO 7500 involve the use of processes which could lead to a hazardous situation.
Matériaux métalliques — Étalonnage et vérification des machines pour essais statiques uniaxiaux — Partie 1: Machines d'essai de traction/compression — Étalonnage et vérification du système de mesure de force
ISO 7500-1:2015 spécifie l'étalonnage et la vérification des machines d'essai de traction/compression. La vérification consiste en: - une inspection générale de la machine d'essai, y compris ses accessoires pour l'application des forces; - un étalonnage du système de mesure de force. - une confirmation que les propriétés de la machine d'essai concernant ses performances atteignent les limites indiquées pour une classe spécifiée. NOTE La présente partie de l'ISO 7500 traite de l'étalonnage et de la vérification statique des systèmes de mesure de force. Les valeurs d'étalonnage ne sont pas nécessairement valables pour les applications d'essais dynamiques ou à grande vitesse. La bibliographie donne des informations complémentaires sur les effets dynamiques. ATTENTION ? Certains des essais spécifiés dans cette partie de l'ISO 7500 implique l'utilisation de processus qui pourrait conduire à une situation dangereuse.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 7500-1
Fourth edition
2015-12-15
Metallic materials — Calibration and
verification of static uniaxial testing
machines —
Part 1:
Tension/compression testing machines
— Calibration and verification of the
force-measuring system
Matériaux métalliques — Étalonnage et vérification des machines
pour essais statiques uniaxiaux —
Partie 1: Machines d’essai de traction/compression — Étalonnage et
vérification du système de mesure de force
Reference number
ISO 7500-1:2015(E)
©
ISO 2015
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ISO 7500-1:2015(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and their meanings . 2
5 General inspection of the testing machine . 3
6 Calibration of the force-measuring system of the testing machine . 3
6.1 General . 3
6.2 Determination of the resolution . 4
6.2.1 Analogue scale . 4
6.2.2 Digital scale. 4
6.2.3 Variation of readings . 4
6.2.4 Unit . 5
6.3 Prior determination of the relative resolution of the force indicator . 5
6.4 Calibration procedure . 5
6.4.1 Alignment of the force-proving instrument . 5
6.4.2 Temperature compensation . 5
6.4.3 Conditioning of the testing machine and force-proving instrument . 5
6.4.4 Procedure . 5
6.4.5 Application of discrete forces . 6
6.4.6 Verification of accessories . 6
6.4.7 Verification of the effect of differences in piston positions . 7
6.4.8 Determination of relative reversibility error . 7
6.5 Assessment of the force indicator . 8
6.5.1 Relative indication error . 8
6.5.2 Relative repeatability error . 9
6.5.3 Agreement between two force-proving instruments . 9
7 Class of testing machine range . 9
8 Verification report .10
8.1 General .10
8.2 General information .10
8.3 Results of verification .10
9 Intervals between verifications .11
Annex A (normative) General inspection of the testing machine.12
Annex B (informative) Inspection of the loading platens of the compression testing machines .13
Annex C (informative) Uncertainty of the calibration results of the force-measuring system .14
Bibliography .18
© ISO 2015 – All rights reserved iii
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ISO 7500-1:2015(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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 164, Mechanical testing of metals, Subcommittee
SC 1, Uniaxial testing.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 7500-1:2004) which has been
technically revised.
ISO 7500 consists of the following parts, under the general title Metallic materials — Calibration and
verification of static uniaxial testing machines:
— Part 1: Tension/compression testing machines — Calibration and verification of the force-measuring
system
— Part 2: Tension creep testing machines — Verification of the applied force
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 7500-1:2015(E)
Metallic materials — Calibration and verification of static
uniaxial testing machines —
Part 1:
Tension/compression testing machines — Calibration and
verification of the force-measuring system
1 Scope
This part of ISO 7500 specifies the calibration and verification of tension/compression testing machines.
The verification consists of:
— a general inspection of the testing machine, including its accessories for the force application;
— a calibration of the force-measuring system of the testing machine;
— a confirmation that the performance properties of the testing machine achieve the limits given for
a specified class.
NOTE This part of ISO 7500 addresses the static calibration and verification of the force-measuring
systems. The calibration values are not necessarily valid for high-speed or dynamic testing applications. Further
information regarding dynamic effects is given in the Bibliography.
CAUTION — Some of the tests specified in this part of ISO 7500 involve the use of processes
which could lead to a hazardous situation.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 376, Metallic materials — Calibration of force-proving instruments used for the verification of uniaxial
testing machines
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
calibration
operation that establishes the relationship between the force values (with associated uncertainties)
indicated by the testing machine and those measured by one or more force-proving instruments
3.2
verification
confirmation, based on analysis of measurements in accordance with this standard, that the
performance properties of the testing machine achieve the limits given for a specified class
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ISO 7500-1:2015(E)
4 Symbols and their meanings
Symbols and their meanings are given in Table 1.
Table 1 — Symbols and their meanings
Symbol Unit Meaning
a % Relative resolution of the force indicator of the testing machine
a % Relative resolution of the force indicator of the testing machine at the applied force
F
a % Relative resolution of the force indicator of the testing machine at zero force
Z
b % Relative repeatability error of the force-measuring system of the testing machine
b % Allowable value of b for a given class
al
ΔF N Relative error of the force
Δm kg Relative error of the mass
2
Δg m/s Relative error of the acceleration due to gravity
E % Estimated mean relative error
E’ % Estimated mean relative reversibility error
f % Relative zero error of the force-measuring system of the testing machine
0
F N Reference force indicated by the force-proving instrument with increasing test
force
F’ N Reference force indicated by the force-proving instrument with decreasing test
force
F N Reference force indicated by the force-proving instrument with increasing test
c
force, for the complementary series of measurements for the smallest range used
F N Force indicated by the force indicator of the testing machine to be verified, with
i
increasing test force
N Force indicated by the force indicator of the testing machine to be verified, with
′
F
i decreasing test force
N Arithmetic mean of several measurements of F and F for the same discrete force
i
FF,
i
F N Force reading on the force indicator of the testing machine to be verified, with
ic
increasing test force, for the complementary series of measurements for the
smallest range used
F N Residual indication of the force indicator of the testing machine to be verified
i0
after removal of force
F N Maximum value of the calibrated range of the force indicator of the testing machine
N
2
g m/s Local acceleration due to gravity
k Coverage factor used to calculate the expanded uncertainty from the combined
uncertainty
m kg Mass of dead weights used to generate a calibration force
q % Mean relative indication error of the force-measuring system of the testing machine
th
q % The i measurement of the relative indication error of the force-measuring
i
system of the testing machine
q % Allowable value of q for a given class
al
q % The maximum value of q at each calibration point
max
q % The minimum value of q at each calibration point
min
q % Relative indication error determined at a crossover point using force-proving
T1
instrument 1
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Table 1 (continued)
Symbol Unit Meaning
q % Relative indication error determined at a crossover point using force-proving
T2
instrument 2
r N Resolution of the force indicator of the testing machine
u % Combined uncertainty
c
u % Uncertainty component
i
u % Uncertainty component due to repeatability
rep
u % Uncertainty component due to resolution
res
u % Uncertainty component due to the calibration standard used
std
U % Expanded uncertainty
U’ % Expanded reversibility uncertainty
U % Expanded uncertainty using force-proving instrument 1 at a crossover point
T1
U % Expanded uncertainty using force-proving instrument 2 at a crossover point
T2
v % Relative reversibility error of the force-measuring system of the testing machine
3
ρ kg/m Density of air
air
3
ρ kg/m Density of the dead weights
m
5 General inspection of the testing machine
The calibration of the testing machine shall only be carried out if the machine is in good working order.
For this purpose, a general inspection of the machine shall be carried out before calibration of the force-
measuring system of the machine (see Annex A).
NOTE Good metrological practice requires a calibration run prior to any maintenance or adjustments to the
testing machine to determine the “as found” condition of the machine.
Information on the inspection of the loading platens is provided in Annex B. Uncertainty of the
calibration results is discussed in Annex C.
6 Calibration of the force-measuring system of the testing machine
6.1 General
This calibration shall be carried out for each of the force ranges used and with all force indicators in
use. Any accessory devices (e.g. pointer, recorder) that may affect the force-measuring system shall,
where used, be verified in accordance with 6.4.6.
If the testing machine has several force-measuring systems, each system shall be regarded as a separate
testing machine. The same procedure shall be followed for double-piston hydraulic machines.
The calibration shall be carried out using force-proving instruments with the following exception; if
the force to be verified is below the lower limit of the smallest capacity force-proving device used in the
calibration procedure, use known masses.
When more than one force-proving instrument is required to calibrate a force range, the maximum
force applied to the smaller device shall be the same as the minimum force applied to the next force-
proving instrument of higher capacity. When a set of known masses is used to verify forces, the set shall
be considered as a single force-proving instrument.
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ISO 7500-1:2015(E)
The calibration may be carried out with constant indicated forces, F or the calibration can be carried
i
out with constant reference forces, F. Calibration can be carried out using a slowly increasing force for
increasing force levels or a slowly decreasing force for decreasing force levels.
NOTE The word “constant” signifies that the same nominal value of F (or F) is used for the three series of
i
measurements (see 6.4.5).
The instruments used for the calibration shall have a certified traceability to the international
system of units.
The force-proving instrument shall comply with the requirements specified in ISO 376. The class
of the instrument shall be equal to or better than the class for which the testing machine is to be
calibrated. In the case of dead weights, the relative error of the force generated by these weights shall
be within ± 0,1 %.
The exact equation giving the force, F, in newtons, created by the dead weight of mass m, in kilograms, is:
ρ
air
Fm=−g 1 (1)
ρ
m
This force can be calculated using the following approximate formula:
F = mg (2)
The relative error of the force can be calculated from the relative errors of mass and acceleration due to
gravity, using the formula:
ΔF Δm Δg
= + (3)
F m g
6.2 Determination of the resolution
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), multiplied
by the value of force which one scale interval represents. The recommended ratios are 1:2, 1:5 or 1:10, a
spacing of 2,5 mm or greater being required for the determination of one-tenth of a scale division.
6.2.2 Digital scale
The resolution is taken to be one increment of the count of the numerical indicator.
6.2.3 Variation of readings
If the readings vary by more than the value previously calculated for the resolution (with the force-
proving instrument unloaded and with the motor and/or drive mechanism and control on for
determining the sum of all electrical noise), the resolution, r, shall be deemed to be equal to half the
range of fluctuation plus one increment.
NOTE 1 This only determines the resolution due to system noise and does not account for control errors, e.g.
in the case of hydraulic machines.
NOTE 2 For auto-ranging machines, the resolution of the indicator changes as the resolution or gain of the
system changes.
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6.2.4 Unit
The resolution, r, shall be expressed in units of force.
6.3 Prior determination of the relative resolution of the force indicator
The relative resolution, a, of the force indicator is defined by the relationship:
r
a=×100 (4)
F
i
where
r is the resolution defined in 6.2;
F is the force indicated by the force indicator of the testing machine.
i
The relative resolution shall be determined at each calibration point and shall not exceed the values
given in Table 2 for the class of machine being verified.
6.4 Calibration procedure
6.4.1 Alignment of the force-proving instrument
Mount tension force-proving instruments in the machine in such a way as to minimize any effects of
bending (see ISO 376). For the alignment of a force-proving instrument in the compression mode, mount
a platen with a ball nut on the instrument if the machine does not have an incorporated ball cup.
For calibration of tension and compression modes on testing systems that do not use compression
platens for testing, the force proving device may be attached to the testing machine with threaded
studs. In this case, the force proving instrument shall have been calibrated in a similar fashion (i.e.
with threaded studs) and rotation of the force-proving instrument through an angle of 120° is required
between each series of measurements during the calibration of the testing machine.
If the machine has two work areas with a common force application and indicating device, one
calibration could be performed, so that e.g. compression in the upper work area equals tension in the
lower work area, and vice versa. The certificate should carry an appropriate comment.
6.4.2 Temperature compensation
The calibration shall be carried out at an ambient temperature of between 10 °C and 35 °C. The
temperature at which the calibration is carried out shall be noted in the verification report.
A sufficient period of time shall be provided to allow the force-proving instrument to reach a stable
temperature. The temperature of the force-proving instrument shall not change by more than 2 °C from
the beginning to the end of each calibration run. If necessary, temperature corrections shall be applied
to the readings (see ISO 376).
6.4.3 Conditioning of the testing machine and force-proving instrument
Immediately prior to the calibration procedure, the force-proving instrument, in position in the
machine, shall be preloaded at least three times between zero and the maximum force to be measured.
6.4.4 Procedure
Use either or a combination of the following methods:
a) a nominal force, F , indicated by the force indicator of the machine is applied by the machine and
i
the reference force, F, indicated by the force-proving instrument is noted.
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ISO 7500-1:2015(E)
b) a nominal reference force, F, indicated by the force-proving instrument is applied by the machine
and the force, F , indicated by the force indicator of the machine is noted.
i
The word nominal implies that it is not necessary to repeat the exact values of force in each series of
measurements, however they should be approximately the same.
6.4.5 Application of discrete forces
Three series of measurements shall be taken with increasing force. For machines applying not more
than five discrete levels of force, each value of relative error shall not exceed the values given in
Table 2 for a specific class. For machines applying more than five discrete levels of force, each series
of measurements shall comprise at least five discrete force levels at approximately equal intervals
between 20 % and 100 % of the maximum value of the calibrated range.
If a calibration is conducted at a force below 20 % of the range’s upper limit, supplementary force
measurements shall be made. Five or more different calibration forces shall be selected for each complete
decade below 20 % of the range’s upper limit such that the ratio between two adjacent calibration forces
is nominally less than or equal to 2. For example: approximately 10 %, 7 %, 4 %, 2 %, 1 %, 0,7 %, 0,4 %,
0,2 %, 0,1 %, etc. of the range’s upper limit down to and including the lower limit of calibration. The
lowest decade may not be a complete decade and does not require five calibration points.
The lower limit of the range shall not be less than r multiplied by:
— 400 for class 0,5;
— 200 for class 1;
— 100 for class 2;
— 67 for class 3.
For testing machines with auto-ranging indicators, at least two force steps shall be applied on each part
of the range where the resolution does not change.
The force-proving instrument may be rotated through an angle of 120° before each series of
measurements and a preload run undertaken.
For each discrete force, the relative indication error and the relative repeatability error of the force-
measuring system of the testing machine shall be calculated (see 6.5).
The indicator reading shall be set to zero before each series of measurements. The zero reading shall be
taken approximately 30 s after the force is completely removed. In the case of an analogue indicator, it
shall also be checked that the pointer balances freely around zero and, if a digital indicator is used, that
any sub-zero value is clearly displayed, for example by a negative sign indicator.
The relative zero error of each series calculated shall be noted using the following equation:
F
i0
f =×100 (5)
0
F
N
6.4.6 Verification of accessories
The good working order and resistance due to friction of the mechanical accessory devices (pointer,
recorder) shall be verified by one of the following methods according to whether the machine is
normally used with or without accessories:
a) machine normally used with the accessories: three series of measurements shall be made with
increasing force (see 6.4.5) with the accessories connected for each force range used and one
complementary series of measurements, without accessories, for the smallest range used.
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ISO 7500-1:2015(E)
b) machine normally used without accessories: three series of measurements shall be made with
increasing force (see 6.4.5) with the accessories disconnected for each force range used and one
complementary series of measurements with the accessories connected for the smallest range used.
In both cases the relative indication error, q, shall be calculated for the three normal series of
measurements, and the relative repeatability error, b, shall be calculated from the four series. The
values obtained for b and q shall conform to those listed in Table 2 for the class under consideration,
and the following further conditions shall be satisfied:
— for calibration with constant indicated force:
FF−
ic
100 ≤15, q (6)
al
F
c
— for calibration with constant reference force:
FF−
ic
100 ≤15, q (7)
al
F
In the above equations, the value of q is the maximum permissible value given in Table 2 for the class
al
under consideration.
6.4.7 Verification of the effect of differences in piston positions
For hydraulic machines, where the hydraulic pressure at the actuator is used to measure the test force,
the influence of a difference in position of the piston shall be verified for the smallest measuring range
of the machine used during the three series of measurements (see 6.4.5). The position of the piston
shall be different for each series of measurements.
In the case of a double-piston hydraulic machine, it is necessary to consider both pistons.
6.4.8 Determination of relative reversibility error
When required, the relative reversibility error, v, shall be determined by carrying out a calibration
at the same discrete levels of force, first with increasing force levels and then with decreasing force
levels. In this case, the calibration shall be performed using a force-proving instrument calibrated for
descending forces in accordance with ISO 376. Only one series of measurements with decreasing force
levels is required to determine reversibility error.
The difference between the values obtained with increasing force and with decreasing force enables
the relative reversibility error to be calculated (see Figure 1), using the following equation:
′
FF−
v= ×100 (8)
F
or, for the particular case of the calibration carried out with a constant reference force:
′
FF−
ii
v= ×100 (9)
F
This determination shall be carried out for the lowest and highest force ranges of the testing machine.
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ISO 7500-1:2015(E)
Key
X Reference force
Y Force reading on the force indicator of the testing machine
Figure 1 — Schematic diagram for the determination of reversibility
6.5 Assessment of the force indicator
6.5.1 Relative indication error
At each force level calibrated, calculate the relative indication error for each of the three series of
measurements as follows:
FF−
()
i11
q = ×100 (10)
1
F
1
FF−
()
i22
q = ×100 (11)
2
F
2
FF−
()
i33
q = ×100 (12)
3
F
3
qq++ q
()
12 3
q= (13)
3
The subscripts 1, 2 and 3 represent the readings and calculated values from
...
DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 7500-1
ISO/TC 164/SC 1 Secretariat: AFNOR
Voting begins on Voting terminates on
2013-04-04 2013-09-04
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Metallic materials — Verification of static uniaxial testing
machines —
Part 1:
Tension/compression testing machines — Verification and
calibration of the force-measuring system
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
force
[Revision of third edition (ISO 7500-1:2004) and Technical Corrigendum (ISO7500-1:2004/Cor.1:2008)]
ICS 77.040.10
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processed under the ISO-lead mode of collaboration as defined in the Vienna Agreement.
This draft is hereby submitted to the ISO member bodies and to the CEN member bodies for a parallel
five-month enquiry.
Should this draft be accepted, a final draft, established on the basis of comments received, will be
submitted to a parallel two-month approval vote in ISO and formal vote in CEN.
To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee
secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at
publication stage.
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du
secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au
Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.
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REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES, DRAFT
INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO
WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN NATIONAL REGULATIONS.
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ISO/DIS 7500-1ISO/DIS 7500-1
Contents Page
Foreword . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and their meanings. 2
5 General inspection of the testing machine . 2
6 Calibration of the force-measuring system of the testing machine . 3
6.1 General . 3
6.2 Determination of the resolution . 3
6.2.1 Analogue scale . 3
6.2.2 Digital scale . 4
6.2.3 Variation of readings . 4
6.2.4 Unit . 4
6.3 Prior determination of the relative resolution of the force indicator . 4
6.4 Calibration procedure . 4
6.4.1 Alignment of the force-proving instrument . 4
6.4.2 Temperature compensation . 5
6.4.3 Conditioning of the testing machine . 5
6.4.4 Procedure . 5
6.4.5 Application of discrete forces . 5
6.4.6 Verification of accessories . 6
6.4.7 Verification of the effect of differences in piston positions . 6
6.4.8 Determination of relative reversibility error. 6
6.5 Assessment of the force indicator . 7
6.5.1 Relative accuracy error . 7
6.5.2 Relative repeatability error . 8
6.5.3 Agreement between two force-proving instruments . 8
7 Class of testing machine range . 8
8 Verification report . 9
8.1 General . 9
8.2 General information . 9
8.3 Results of verification . 9
9 Intervals between verifications . 10
Annex A (normative) General inspection of the testing machine . 11
A.1 General . 11
A.2 Visual examination . 11
A.3 Inspection of the structure of the machine. 11
A.4 Inspection of the crosshead drive mechanism . 11
Annex B (informative) Inspection of the loading platens of the compression testing machines . 12
Annex C (informative) Uncertainty of the calibration results of the force-measuring system . 13
C.1 Introduction . 13
C.2 Incremental forces . 13
C.2.1 Estimate of the relative mean error . 13
C.2.2 Repeatability . 13
C.2.3 Resolution . 14
C.2.4 Transfer standard . 14
© ISO 2012 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/DIS 7500-1ISO/DIS 7500-1
C.2.5 Expanded uncertainty . 14
C.3 Decremental forces. 15
Bibliography . 17
iv © ISO 2012 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/DIS 7500-1ISO/DIS 7500-1
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 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. 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.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 7500-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 164, Mechanical testing of metals, Subcommittee
SC 1, Uniaxial testing.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 7500-1:2004) and has been technically revised.
ISO 7500 consists of the following parts, under the general title Metallic materials — Verification of static
uniaxial testing machines:
Part 1: Tension/compression testing machines — Verification and calibration of the force-measuring
system
Part 2: Tension creep testing machines — Verification of the applied load
© ISO 2012 – All rights reserved v
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARDDRAFT
ISO/DIS 7500-1ISO/DIS 7500-1
INTERNATIONAL STANDARD
Metallic materials — Verification of static uniaxial testing
machines — Part 1: Tension/compression testing machines —
Verification and calibration of the force-measuring system
1 Scope
This part of ISO 7500 specifies the verification of tension/compression testing machines.
The verification consists of
a general inspection of the testing machine, including its accessories for the force application;
a calibration of the force-measuring system.
NOTE This part of ISO 7500 addresses the static verification of the force-measuring systems. The calibration values
are not necessarily valid for high-speed or dynamic testing applications. Further information regarding dynamic effects is
given in the Bibliography.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 376, Metallic materials — Calibration of force-proving instruments used for the verification of uniaxial
testing machines
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following term and definition apply.
3.1
calibration
operation that, under specified conditions, in a first step, establishes a relation between the quantity values with
measurement uncertainties provided by measurement standards and corresponding indications with associated
measurement uncertainties and, in a second step, uses this information to establish a relation for obtaining a
measurement result from an indication
NOTE 1 A calibration may be expressed by a statement, calibration function, calibration diagram, calibration curve, or
calibration table. In some cases, it may consist of an additive or multiplicative correction of the indication with associated
measurement uncertainty.
NOTE 2 Calibration should not be confused with adjustment of a measuring system, often mistakenly called “self-
calibration”, nor with verification of calibration.
NOTE 3 Often, the first step alone in the above definition is perceived as being calibration.
© ISO 2012 – All rights reserved 1
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ISO/DIS 7500-1ISO/DIS 7500-1
[1]
See VIM .
4 Symbols and their meanings
Symbols and their meanings are given in Table 1.
Table 1 — Symbols and their meanings
Symbol Unit Meaning
a
% Relative resolution of the force indicator of the testing machine
b % Relative repeatability error of the force-measuring system of the testing machine
f
% Relative zero error of the force-measuring system of the testing machine
0
F
N True force indicated by the force-proving instrument with increasing test force
F' N True force indicated by the force-proving instrument with decreasing test force
F
N True force indicated by the force-proving instrument with increasing test force, for the
c
complementary series of measurements for the smallest range used
F
N Force indicated by the force indicator of the testing machine to be verified, with
i
increasing test force
N Force indicated by the force indicator of the testing machine to be verified, with
F
i
decreasing test force
Arithmetic mean of several measurements of F and F for the same discrete force
N
i
FF,
i
F
N Force reading on the force indicator of the testing machine to be verified, with
ic
increasing test force, for the complementary series of measurements for the smallest
range used
F N Residual indication of the force indicator of the testing machine to be verified after
i0
removal of force
F N Maximum capacity of the measuring range of the force indicator of the testing
N
machine
2
g Local acceleration due to gravity
m/s
n
q % Relative accuracy error of the force-measuring system of the testing machine
q % The maximum value of q at each calibration point
max
q % The minimum value of q at each calibration point
min
r N Resolution of the force indicator of the testing machine
v % Relative reversibility error of the force-measuring system of the testing machine
3
Density of air
kg/m
air
3
Density of the dead weights
kg/m
m
5 General inspection of the testing machine
The verification of the testing machine shall only be carried out if the machine is in good working order. For
this purpose, a general inspection of the machine shall be carried out before calibration of the force-measuring
system of the machine (see Annex A).
NOTE Good metrological practice requires a calibration run prior to any maintenance or adjustments to the testing
machine.
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ISO/DIS 7500-1ISO/DIS 7500-1
6 Calibration of the force-measuring system of the testing machine
6.1 General
This calibration shall be carried out for each of the force ranges used and with all force indicators in use. Any
accessory devices (e.g. pointer, recorder) that may affect the force-measuring system shall, where used, be
verified in accordance with 6.4.6.
If the testing machine has several force-measuring systems, each system shall be regarded as a separate
testing machine. The same procedure shall be followed for double-piston hydraulic machines.
The calibration shall be carried out using force-proving instruments with the following exception. If the force to
be verified is below the lower limit of the smallest capacity force-proving device used in the calibration
procedure, use known masses.
When more than one force-proving instrument is required to calibrate a force range, the maximum force
applied to the smaller device shall be the same as the minimum force applied to the next force-proving
instrument of higher capacity. When a set of known masses is used to verify forces, the set shall be
considered as a single force-proving instrument.
The calibration may be carried out with constant indicated forces, F or the calibration can be carried out with
i
constant true forces, F.
NOTE 1 Calibration can be carried out using a slowly increasing force. The word “constant” signifies that the same
nominal value of F (or F) is used for the three series of measurements (see 6.4.5).
i
The instruments used for the calibration shall have a certified traceability to the international system of units.
The force-proving instrument shall comply with the requirements specified in ISO 376. The class of the
instrument shall be equal to or better than the class for which the testing machine is to be calibrated. In the
case of dead weights, the relative error of the force generated by these weights shall be less than or equal to
0,1 %.
NOTE 2 The exact equation giving the force, F, in newtons, created by the dead weight of mass m, in kilograms, is:
air
F mg 1 (1)
n
m
This force can be calculated using the following approximate formula:
F = mg (2)
n
The relative error of the force can be calculated, using the formula:
(3)
6.2 Determination of the resolution
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 are 1:2, 1:5 or 1:10, a spacing of 2,5 mm or greater being required for the determination of one-tenth of
a scale division.
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ISO/DIS 7500-1ISO/DIS 7500-1
6.2.2 Digital scale
The resolution is taken to be one increment of the count of the numerical indicator, provided that, when the
instrument is unloaded and the motors and controls system are operating, the indication does not fluctuate by
more than one increment.
6.2.3 Variation of readings
If the readings vary by more than the value previously calculated for the resolution (with the force-proving
instrument unloaded and with the motor and/or drive mechanism and control on for determining the sum of all
electrical noise), the resolution, r, shall be deemed to be equal to half the range of fluctuation plus one
increment.
NOTE 1 This only determines the resolution due to system noise and does not account for control errors, i.e., in the
case of hydraulic machines.
NOTE 2 For auto-ranging machines, the resolution of the indicator changes as the resolution or gain of the system
changes.
6.2.4 Unit
The resolution, r, shall be expressed in units of force.
6.3 Prior determination of the relative resolution of the force indicator
The relative resolution, a, of the force indicator is defined by the relationship:
r
a 100 (4)
F
where
r is the resolution defined in 6.2;
F is the force at the point under consideration.
The relative resolution shall be determined at each calibration point and shall not exceed the values given in
Table 2 for the class of machine being verified.
6.4 Calibration procedure
6.4.1 Alignment of the force-proving instrument
Mount tension force-proving instruments in the machine in such a way as to minimize any effects of bending
(see ISO 376). For the alignment of a force-proving instrument in the compression mode, mount a platen with
a ball nut on the instrument if the machine does not have an incorporated ball cup.
For testing systems that do not use compression platens for testing, the force proving device may be attached
to the testing machine with threaded studs, for the verification of tension and compression modes. In this
case, the force proving device shall be calibrated in a similar fashion (i.e. with threaded studs) and rotation of
the force-proving instrument through an angle of 120º is required between each series of measurements
during the verification of the testing machine.
NOTE If the machine has two work areas with a common force application and indicating device, one calibration
could be performed, so that e.g., compression in the upper work area equals tension in the lower work area, and vice
versa. The certificate should carry an appropriate comment.
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ISO/DIS 7500-1ISO/DIS 7500-1
6.4.2 Temperature compensation
The calibration shall be carried out at an ambient temperature of between 10 °C and 35 °C. The temperature
at which the calibration is carried out shall be noted in the verification report.
A sufficient period of time shall be provided to allow the force-proving instrument to reach a stable period of
temperature. The temperature of the force-proving instrument shall remain stable to within 2 °C during each
calibration run. If necessary, temperature corrections shall be applied to the readings (see ISO 376).
6.4.3 Conditioning of the testing machine
The machine, with the force-proving instrument in position, shall be loaded at least three times between zero
and the maximum force to be measured.
6.4.4 Procedure
Use either of the following methods:
a) a nominal force, F , indicated by the force indicator of the machine is applied by the machine and the
i
true force, F, indicated by the force-proving instrument is noted.
b) a nominal true force, F, indicated by the force-proving instrument is applied by the machine and the
force, F , indicated by the force indicator of the machine is noted.
i
NOTE The word nominal implies that it is not necessary to repeat the exact values of force in each series of
measurements, however they should be approximately the same.
6.4.5 Application of discrete forces
Three series of measurements shall be taken with increasing force. For machines applying not more than five
discrete levels of force, each value of relative error shall not exceed the values given in Table 2 for a specific
class. For machines applying more than five discrete levels of force, each series of measurements shall
comprise at least five discrete force levels at approximately equal intervals between 20 % and 100 % of the
maximum range of the scale.
If a calibration is conducted at a force below 20 % of the range, supplementary force measurements shall be
made at approximately 10 %, 5 %, 2 %, 1 %, 0,5 %, 0,2 % and 0,1 % of the scale down to and including the
lower limit of calibration.
The lower limit of the range shall not be less than r multiplied by:
400 for class 0,5;
200 for class 1;
100 for class 2;
67 for class 3.
For testing machines with auto-ranging indicators, at least two force steps shall be applied on each part of the
range where the resolution does not change.
NOTE The force-proving instrument may be rotated through an angle of 120° before each series of measurements
and a preload run undertaken.
For each discrete force, the relative accuracy error and the relative repeatability error of the force-measuring
system of the testing machine shall be calculated (see 6.5).
The indicator reading shall be set to zero before each series of measurements. The zero reading shall be
taken approximately 30 s after the force is completely removed. In the case of an analogue indicator, it shall
also be checked that the pointer balances freely around zero and, if a digital indicator is used, that any drop
below zero is immediately registered, for example by a sign indicator (+ or ).
The relative zero error of each series calculated shall be noted using the following equation:
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ISO/DIS 7500-1ISO/DIS 7500-1
F
i0
f 100
(5)
0
F
N
6.4.6 Verification of accessories
The good working order and resistance due to friction of the mechanical accessory devices (pointer, recorder)
shall be verified by one of the following methods according to whether the machine is normally used with or
without accessories:
a) machine normally used with the accessories: three series of measurements shall be made with increasing
force (see 6.4.5) with the accessories connected for each force-measuring range used and one
complementary series of measurements, without accessories, for the smallest range used.
b) machine normally used without accessories: three series of measurements shall be made with increasing
force (see 6.4.5) with the accessories disconnected for each force-measuring range used and one
complementary series of measurements with the accessories connected for the smallest range used.
In both cases the relative accuracy error, q, shall be calculated for the three normal series of measurements,
and the relative repeatability error, b, shall be calculated from the four series. The values obtained for b and q
shall conform to those listed in Table 2 for the class under consideration, and the following further conditions
shall be satisfied:
for calibration with constant indicated force:
(6)
for calibration with constant true force:
(7)
NOTE In the above equations, the value of q is the maximum permissible value given in Table 2 for the class under
al
consideration.
6.4.7 Verification of the effect of differences in piston positions
For hydraulic machines, where the hydraulic pressure at the actuator is used to measure the test force, the
influence of a difference in position of the piston shall be verified for the smallest measuring range of the
machine used, during the three series of measurements (see 6.4.5). The position of the piston shall be
different for each series of measurements.
NOTE In the case of a double-piston hydraulic machine, it is necessary to consider both pistons.
6.4.8 Determination of relative reversibility error
When required, the relative reversibility error, v, shall be determined by carrying out a calibration at the same
discrete levels of force, first with increasing force levels and then with decreasing force levels. In this case, the
verification shall be performed using a force-proving instrument calibrated for descending forces in
accordance with ISO 376. Only one series of measurements with decreasing force levels is required to
determine reversibility error.
The difference between the values obtained with increasing force and with decreasing force enables the
relative reversibility error to be calculated (see Figure 1), using the following equation:
FF
v 100 (8)
F
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ISO/DIS 7500-1ISO/DIS 7500-1
or, for the particular case of the calibration carried out with a constant true force:
FF
ii
v 100 (9)
F
This determination shall be carried out for the lowest and highest force ranges of the testing machine.
2 True force
1 Force reading on the force indicator
Figure 1 — Schematic diagram for the determination of reversibility
6.5 Assessment of the force indicator
6.5.1 Relative accuracy error
At each force level calibrated, calculate the relative accuracy error for each of the th
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 7500-1
Quatrième édition
2015-12-15
Matériaux métalliques — Étalonnage
et vérification des machines pour
essais statiques uniaxiaux —
Partie 1:
Machines d’essai de traction/
compression — Étalonnage et
vérification du système de mesure de
force
Metallic materials — Calibration and verification of static uniaxial
testing machines —
Part 1: Tension/compression testing machines — Calibration and
verification of the force-measuring system
Numéro de référence
ISO 7500-1:2015(F)
©
ISO 2015
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ISO 7500-1:2015(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2015, Publié en Suisse
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, 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, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Ch. de Blandonnet 8 • CP 401
CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland
Tel. +41 22 749 01 11
Fax +41 22 749 09 47
copyright@iso.org
www.iso.org
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO 7500-1:2015(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et leur signification . 2
5 Inspection générale de la machine d’essai . 3
6 Étalonnage du système de mesure de force de la machine d’essai .3
6.1 Généralités . 3
6.2 Détermination de la résolution . 4
6.2.1 Échelle analogique. 4
6.2.2 Échelle numérique . 4
6.2.3 Fluctuation des indications . 4
6.2.4 Unité . 5
6.3 Vérification préalable de la résolution relative de l’appareil indicateur de force . 5
6.4 Mode opératoire d’étalonnage . 5
6.4.1 Alignement de l’instrument de mesure de force . 5
6.4.2 Compensation des températures . 5
6.4.3 Mise en condition de la machine d’essai . 6
6.4.4 Mode opératoire . 6
6.4.5 Application des paliers de force . 6
6.4.6 Vérification des dispositifs accessoires . 7
6.4.7 Vérification de l’influence des différences des positions du piston . 7
6.4.8 Détermination de l’erreur relative de réversibilité . 7
6.5 Evaluation de l’appareil indicateur de force . 8
6.5.1 Erreur relative d’indication . 8
6.5.2 Erreur relative de répétabilité . 9
6.5.3 Concordance entre deux instruments de mesure de force . 9
7 Classe de l’échelle de la machine d’essai .10
8 Rapport de vérification .10
8.1 Généralités .10
8.2 Informations générales .10
8.3 Résultats de la vérification .11
9 Intervalles entre vérifications .11
Annexe A (normative) Inspection générale de la machine d’essai .12
Annexe B (informative) Inspection des plateaux de chargement des machines d’essai
de compression .13
Annexe C (informative) Incertitude des résultats d’étalonnage du système de mesure de force .14
Bibliographie .18
© ISO 2015 – Tous droits réservés iii
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ISO 7500-1:2015(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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer
un engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à
l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes
de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
L’ISO 7500-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux,
sous-comité SC 1, Essais uniaxiaux.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 7500-1:2004), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
L’ISO 7500 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Matériaux métalliques —
Etalonnage et vérification des machines pour essais statiques uniaxiaux:
— Partie 1: Machines d’essai de traction/compression — Étalonnage et vérification du système de
mesure de force
— Partie 2: Machines d’essai de fluage en traction — Vérification de la charge appliquée
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 7500-1:2015(F)
Matériaux métalliques — Étalonnage et vérification des
machines pour essais statiques uniaxiaux —
Partie 1:
Machines d’essai de traction/compression — Étalonnage et
vérification du système de mesure de force
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 7500 spécifie l’étalonnage et la vérification des machines d’essai de
traction/compression.
La vérification consiste en:
— une inspection générale de la machine d’essai, y compris ses accessoires pour l’application des forces;
— un étalonnage du système de mesure de force.
— une confirmation que les propriétés de la machine d’essai concernant ses performances atteignent
les limites indiquées pour une classe spécifiée.
NOTE La présente partie de l’ISO 7500 traite de l’étalonnage et de la vérification statique des systèmes
de mesure de force. Les valeurs d’étalonnage ne sont pas nécessairement valables pour les applications
d’essais dynamiques ou à grande vitesse. La bibliographie donne des informations complémentaires sur les
effets dynamiques.
ATTENTION — Certains des essais spécifiés dans cette partie de l’ISO 7500 implique l’utilisation
de processus qui pourrait conduire à une situation dangereuse.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de façon normative dans le présent document
et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 376, Matériaux métalliques — Étalonnage des instruments de mesure de force utilisés pour la
vérification des machines d’essais uniaxiaux
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 7500, les termes et les définitions suivantes s’appliquent.
3.1
étalonnage
opération qui établit une relation entre les valeurs de force (avec les incertitudes associées) indiquées
par la machine d’essai et celles mesurées par un ou plusieurs de mesure de force
3.2
vérification
confirmation , fondées sur une analyse des mesures en conformité avec cette norme , que les propriétés de
la machine d’essai concernant ses performances atteignent les limites indiquées pour une classe spécifiée
© ISO 2015 – Tous droits réservés 1
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ISO 7500-1:2015(F)
4 Symboles et leur signification
Les symboles et leur signification sont donnés dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Symboles et leur signification
Symbole Unité Signification
a % Résolution relative de l’appareil indicateur de force de la machine d’essai
a % Résolution relative de l’indicateur de force de la machine d’essai à la force appliquée
F
a % Résolution relative de l’indicateur de force de la machine d’essai sans force
Z
appliquée (force zéro)
b % Erreur relative de répétabilité du système de mesure de force de la machine d’essai
b % Valeur de b admissible pour une classe donnée
al
ΔF N Erreur relative de la force
Δm kg Erreur relative de la masse
2
Δg m/s Erreur relative de l’accélération due à la gravité
E % Erreur relative moyenne estimée
E’ % Erreur relative moyenne estimée de réversibilité
f % Erreur relative du zéro du système de mesure de force de la machine d’essai
0
F N Force de référence indiquée par l’instrument de mesure de force sous force
d’essai croissante
F’ N Force de référence indiquée par l’instrument de mesure de force sous force
d’essai décroissante
F N Force de référence indiquée par l’instrument de mesure de force sous force
c
d’essai croissante, pour la série complémentaire de mesures pour la plus petite
échelle utilisée
F N Force lue sur l’appareil indicateur de force de la machine d’essai à vérifier, sous
i
force d’essai croissante
N Force lue sur l’appareil indicateur de force de la machine d’essai à vérifier, sous
′
F
i
force d’essai décroissante
N Moyenne arithmétique de plusieurs mesures de F et de F pour le même palier
i
FF,
i
de force
F N Force lue sur l’appareil indicateur de force de la machine d’essai à vérifier, sous
ic
force d’essai croissante, pour la série complémentaire de mesures pour la plus
petite échelle utilisée
F N Indication résiduelle de l’appareil indicateur de force de la machine d’essai à
i0
vérifier après déchargement
F N Portée maximale de l’échelle de mesure de l’appareil indicateur de force de la
N
machine d’essai
2
g m/s Accélération locale due à la pesanteur
k Facteur d’élargissement utilisé pour calculer l’incertitude élargie à partir de
l’incertitude combinée
m kg Masse du poids-mort utilisé pour produire une force d’étalonnage
q % Erreur relative moyenne d’indication du système de mesure de force de la
machine d’essai
q % i-ème mesure de l’erreur relative d’indication du système de mesure de force de
i
la machine d’essai
q % Valeur admissible de q pour une classe donnée
al
q % Valeur maximale de q pour chaque point d’étalonnage
max
2 © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO 7500-1:2015(F)
Tableau 1 (suite)
Symbole Unité Signification
q % Valeur minimale de q pour chaque point d’étalonnage
min
q % Erreur d’indication relative déterminée à un point de croisement utilisant l’ins-
T1
trument de mesure de force 1
q % Erreur d’indication relative déterminée à un point de croisement utilisant l’ins-
T2
trument de mesure de force 2
r N Résolution de l’appareil indicateur de force de la machine d’essai
u % Incertitude combinée
c
u % Composante de l’incertitude
i
u % Composante de l’incertitude lié à la répétabilité
rep
u % Composante de l’incertitude lié à la résolution
res
u % Composante de l’incertitude lié au système d’étalonnage utilisé
std
U % Incertitude étendue
U’ % Incertitude étendue de réversibilité
U % Incertitude étendue en utilisant un instrument de mesure de force 1 à un point
T1
de croisement
U % Incertitude étendue en utilisant un instrument de mesure de force 2 à un point
T2
de croisement
v % Erreur relative de réversibilité du système de mesure de force de la machine d’essai
3
ρ kg/m Masse volumique de l’air
air
3
ρ kg/m Masse volumique des poids morts
m
5 Inspection générale de la machine d’essai
L’étalonnage de la machine d’essai ne doit être réalisée que si la machine est en bon état de
fonctionnement. Dans ce but, une inspection générale de la machine d’essai doit être effectuée avant
l’étalonnage du système de mesure de force de la machine (voir Annexe A).
NOTE Les bonnes pratiques métrologiques nécessitent d’effectuer un étalonnage avant toute opération de
maintenance ou de réglage de la machine d’essai pour déterminer la condition «en l’état» de la machine.
Des Informations sur l’inspection des plateaux de chargement est fourni à l’Annexe B. L’incertitude des
résultats d’étalonnage est discuté à l’Annexe C.
6 Étalonnage du système de mesure de force de la machine d’essai
6.1 Généralités
Cet étalonnage doit être effectué pour chaque échelle de force utilisée et avec tous les appareils
indicateurs de force employés. Tous dispositifs accessoires (par exemple aiguille suiveuse, enregistreur)
qui peuvent avoir une influence sur le système de mesure de force doivent être vérifiés conformément à
6.4.6, lorsqu’ils sont utilisés.
Lorsque la machine d’essai comporte plusieurs systèmes de mesure de force, chaque système doit être
considéré comme une machine d’essai particulière. Le même mode opératoire doit être suivi pour les
machines hydrauliques à double piston.
L’étalonnage doit être effectué à l’aide d’instruments de mesure de force, avec l’exception suivante.
Lorsque la force à vérifier est inférieure à la limite inférieure du dispositif de mesure de force de plus
petite capacité, utilisé pour l’étalonnage, utiliser des masses connues.
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ISO 7500-1:2015(F)
Lorsqu’on doit utiliser plus d’un instrument de mesure de force pour l’étalonnage d’une échelle de
force, la force maximale appliquée au dispositif de plus faibles forces doit être égale à la force minimale
appliquée à l’instrument de mesure de force de capacité supérieure. Lorsqu’un jeu de masses connues est
utilisé pour vérifier les forces, le jeu doit être considéré comme un seul instrument de mesure de force.
L’étalonnage peut être réalisé avec des forces indiquées, F , constantes ou l’étalonnage peut être effectué
i
avec des forces, F de référence constantes. L’étalonnage peut être effectué avec une force croissant
lentement pour des niveaux de force croissants ou une force décroissant lentement pour des niveaux de
force décroissants
NOTE Le mot «constante» signifie qu’on utilise la même valeur de F (ou de F) pour les trois séries de mesures
i
(voir 6.4.5).
Les instruments utilisés pour l’étalonnage doivent avoir un raccordement certifié au système
international d’unités.
L’instrument de mesure de force doit répondre aux prescriptions spécifiées dans l’ISO 376. La classe de
l’instrument doit être égale à ou meilleure que la classe pour laquelle la machine doit être étalonnée.
Dans le cas des poids morts, l’erreur relative de la force engendrée par ces poids doit être contenue dans
la fourchette ± 0,1 %.
L’équation exacte donnant la force, F, en newtons, engendrée par des poids morts de masse m, en
kilogrammes, est:
ρ
air
Fm=−g 1 (1)
n
ρ
m
Cette force peut être calculée à l’aide la formule approchée suivante:
F = mg (2)
L’erreur relative de la force peut être calculée à partir des erreurs relatives de la masse et de
l’accélération liées à la pesanteur à l’aide de la formule:
ΔΔF m Δg
=+ (3)
F m g
6.2 Détermination de la résolution
6.2.1 Échelle analogique
L’épaisseur des traits de la graduation de l’échelle doit être uniforme et la largeur de l’aiguille suiveuse
doit être approximativement égale à la largeur d’un trait de la graduation.
La résolution, r, de l’indicateur doit être obtenue à partir du rapport de la largeur de l’aiguille suiveuse à
la distance entre centres de deux graduations adjacentes de l’échelle (intervalle d’échelle) multiplié par
la valeur de la force que représente un intervalle d’échelle. Les rapports recommandés sont 1:2, 1:5 ou
1:10, un espacement supérieur ou égal à 2,5 mm étant nécessaire pour la détermination d’un dixième
d’une division de l’échelle.
6.2.2 Échelle numérique
La résolution est considérée comme étant un incrément du nombre sur l’indicateur numérique.
6.2.3 Fluctuation des indications
Lorsque les indications varient de plus de la valeur précédemment calculée de la résolution (avec
l’étalonnage de l’instrument de mesure de force non chargé et le moteur et/ou le mécanisme
4 © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO 7500-1:2015(F)
d’entraînement et les commandes en fonctionnement pour déterminer la somme du bruit électrique
total), cette résolution, r, est prise égale à la moitié de l’étendue de la fluctuation plus une unité.
NOTE 1 Ceci ne détermine que la résolution due au bruit du système et ne tient pas compte des erreurs de
commande, c’est-à-dire au cas des machines hydrauliques.
NOTE 2 Pour les machines à choix automatique d’échelle, la résolution de l’appareil indicateur varie en fonction
du changement de la résolution ou du gain du système.
6.2.4 Unité
La résolution, r, doit être exprimée en unités de force.
6.3 Vérification préalable de la résolution relative de l’appareil indicateur de force
La résolution relative, a, de l’appareil indicateur de force est définie par la relation:
r
a=×100 (4)
F
i
où
r est la résolution définie en 6.2;
F est la force indiquée par l’indicateur de force de la machine d’essai.
i
La résolution relative doit être déterminée à chaque point d’étalonnage et ne doit pas dépasser les
valeurs données dans le Tableau 2 pour la classe de la machine vérifiée.
6.4 Mode opératoire d’étalonnage
6.4.1 Alignement de l’instrument de mesure de force
Monter les instruments de mesure de force de traction dans la machine de manière à minimiser les
effets de flexion (voir ISO 376). Pour l’alignement d’un instrument de mesure de force en compression,
monter un plateau avec une embase sphérique sur l’instrument si la machine n’est pas pourvue d’une
rotule incorporée.
Pour l’étalonnage en mode de traction/compression des systèmes d’essai qui n’utilisent pas de plaques
de compression pour les essais, le dispositif de mesure de force peut être fixé à la machine d’essai avec
des goujons filetés. Dans ce cas, le dispositif de mesure de force doit être étalonné d’une façon similaire
(c’est-à-dire avec des goujons filetés) et une rotation de l’instrument de mesure de force d’un angle de
120° est requise entre chaque série de mesures pendant la vérification de la machine d’essai.
Si la machine comporte deux zones de travail avec une application commune de la force et un dispositif
indicateur commun, un étalonnage peut être réalisé de façon que, par exemple, la compression dans
la zone de travail supérieure soit égale à la traction dans la zone de travail inférieure, et vice versa. Il
convient que le certificat comporte un commentaire approprié.
6.4.2 Compensation des températures
L’étalonnage doit être réalisé à une température ambiante comprise entre 10 °C et 35 °C. La température
à laquelle l’étalonnage est réalisé, doit être notée dans le rapport de vérification.
Un temps suffisant doit être alloué pour que l’instrument de mesure de force atteigne une période
stable de température. La température de l’instrument de mesure de force ne doit pas varier de plus de
± 2 °C pendant chaque opération d’étalonnage. Si nécessaire, des corrections de température doivent
être appliquées aux lectures (voir ISO 376).
© ISO 2015 – Tous droits réservés 5
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6.4.3 Mise en condition de la machine d’essai
Immédiatement avant la procédure d’étalonnage, la machine, avec l’instrument de mesure de force mis
en place, doit être chargée au moins trois fois entre la force zéro et la force maximale à mesurer.
6.4.4 Mode opératoire
Utiliser l’une ou l’autre des méthodes suivantes:
a) une force nominale, F , indiquée par l’appareil indicateur de force de la machine est appliquée par la
i
machine et la force réelle, F, indiquée par l’instrument de mesure de force est notée.
b) une force de référence nominale, F, indiquée par l’instrument de mesure de force est appliquée par
la machine et la force, F , indiquée par l’appareil indicateur de force de la machine est notée.
i
Le mot nominal implique qu’il n’est pas nécessaire de répéter les valeurs exactes de la force dans chaque
série de mesures, cependant il convient qu’elles soient approximativement les mêmes.
6.4.5 Application des paliers de force
On doit effectuer trois séries de mesures sous force croissante. Pour les machines appliquant au plus
cinq paliers de force, chaque valeur de l’erreur relative ne doit pas dépasser les valeurs données dans
le Tableau 2 pour une classe donnée. Pour les machines appliquant plus de cinq paliers de force, chaque
série de mesures doit comporter au moins cinq paliers de force à peu près régulièrement espacés entre
20 % et 100 % de l’étendue maximale de l’échelle.
Si un étalonnage est réalisé à des forces inférieures à 20 % de la limite supérieure de l’étendue, des
mesures supplémentaires de la force doivent être réalisées. Cinq ou un plus grand nombre de forces
d’étalonnages différentes doivent être choisies pour chaque dizaine inférieure à 20 % de la limite
supérieure de l’échelle de telle façon que le rapport entre 2 forces d’étalonnage adjacentes soit inférieur
ou égal à 2. Par exemple approximativement 10 %, 7 %, 4 %, 2 %, 1 %, 0,7 %, 0,4 %, 0,2 % et 0,1 % de
l’échelle en descendant jusqu’à la limite inférieure d’étalonnage incluse. La plus petite dizaine peut ne
pas être une dizaine complète et n’exige pas 5 points d’étalonnage.
La limite inférieure de l’étendue ne doit pas être inférieure à la résolution, r, multipliée par:
— 400 pour la classe 0,5;
— 200 pour la classe 1;
— 100 pour la classe 2;
— 67 pour la classe 3.
Pour les machines d’essai munies d’appareils indicateurs à choix automatique d’échelle, au moins
deux niveaux de force doivent être appliqués sur chaque partie de l’échelle pour laquelle la résolution
ne change pas.
L’instrument de mesure de force peut être tourné d’un angle de 120° avant que chaque série de mesures
et un cycle de pré chargement soient entrepris.
Pour chaque palier de force, l’erreur relative d’indication et l’erreur relative de répétabilité du système
de mesure de force de la machine d’essai doivent être calculées (voir 6.5).
Avant chaque série de mesures, on doit régler l’indication de l’appareil indicateur à zéro. La lecture du
zéro doit être prise environ 30 s après que la force a été complètement retirée. Dans le cas d’un appareil
indicateur analogique, on doit également vérifier que l’aiguille suiveuse oscille librement autour du zéro
et, dans le cas de l’utilisation d’un appareil indicateur numérique, que tout dépassement du zéro vers le
bas est immédiatement enregistré, par exemple par un indicateur de signe négatif.
6 © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO 7500-1:2015(F)
Pour chaque série, on doit noter l’erreur relative du zéro, calculée à l’aide de l’équation suivante:
F
i0
f =×100 (5)
0
F
N
6.4.6 Vérification des dispositifs accessoires
On doit vérifier l’état de bon fonctionnement et la résistance due au frottement des dispositifs
accessoires mécaniques (aiguille suiveuse, enregistreur) selon l’une des méthodes suivantes, selon que
la machine est habituellement utilisée avec ou sans accessoires:
a) machine habituellement utilisée avec les accessoires: On doit effectuer trois séries de mesures sous
force croissante (voir 6.4.5), avec les accessoires branchés pour chaque échelle de force utilisée, et
une série complémentaire de mesures sans accessoires pour au moins la plus petite échelle utilisée;
b) machine habituellement utilisée sans accessoires: On doit effectuer trois séries de mesures sous
force croissante (voir 6.4.5), avec les accessoires débranchés pour chaque échelle de force utilisée,
et une série complémentaire de mesures avec les accessoires branchés pour au moins la plus petite
échelle utilisée.
Dans les deux cas, l’erreur relative d’indication, q, doit être calculée pour les trois séries normales de
mesures, et l’erreur relative de répétabilité, b, doit être calculée sur l’ensemble des quatre séries. Les
valeurs obtenues de b et q doivent être conformes à celles du Tableau 2 pour la classe considérée, et les
conditions suivantes doivent, en outre, être satisfaites:
— pour les étalonnages avec force indiquée constante:
FF−
ic
100 ≤15, q (6)
al
F
c
— pour les étalonnages avec force de référence constante:
FF
...
PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 7500-1
ISO/TC 164/SC 1 Secrétariat: AFNOR
Début de vote Vote clos le
2013-04-04 2013-09-04
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION • МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ • ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
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 force
Metallic materials — Verification of static uniaxial testing machines
Part 1: Tension/compression testing machines — Verification and calibration of the force-measuring system
[Révision de la troisième édition (ISO 7500-1:2004) et de l'ISO 7500-1:2004/Cor.1:2008]
ICS 77.040.10
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
Le présent projet a été élaboré dans le cadre de l'Organisation internationale de normalisation (ISO)
et soumis selon le mode de collaboration sous la direction de l'ISO, tel que défini dans l'Accord de
Vienne.
Le projet est par conséquent soumis en parallèle aux comités membres de l'ISO et aux comités
membres du CEN pour enquête de cinq mois.
En cas d'acceptation de ce projet, un projet final, établi sur la base des observations reçues, sera
soumis en parallèle à un vote d'approbation de deux mois au sein de l'ISO et à un vote formel au sein
du CEN.
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu'il est parvenu du
secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de texte sera effectué au
Secrétariat central de l'ISO au stade de publication.
To expedite distribution, this document is circulated as received from the committee
secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text composition will be undertaken at
publication stage.
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT
ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D'ÊTRE EXAMINÉS POUR ÉTABLIR S'ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE.
© Organisation Internationale de Normalisation, 2013
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ISO/DIS 7500-1
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2013
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E-mail copyright@iso.org
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Publié en Suisse
ii © ISO 2013 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 7500-1
Sommaire Page
Avant-propos .v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .1
4 Symboles et leur signification.2
5 Inspection générale de la machine d'essai.2
6 Étalonnage du système de mesure de force de la machine d’essai.3
6.1 Généralités.3
6.2 Détermination de la résolution.3
6.2.1 Échelle analogique.3
6.2.2 Échelle numérique.4
6.2.3 Fluctuation des indications.4
6.2.4 Unité.4
6.3 Vérification préalable de la résolution relative de l'appareil indicateur de force .4
6.4 Mode opératoire d'étalonnage .4
6.4.1 Alignement de l'instrument de mesure de force .4
6.4.2 Compensation des températures.5
6.4.3 Mise en condition de la machine d'essai .5
6.4.4 Mode opératoire.5
6.4.5 Application des paliers de force .5
6.4.6 Vérification des dispositifs accessoires .6
6.4.7 Vérification de l'influence des différences des positions du piston.6
6.4.8 Détermination de l'erreur relative de réversibilité.7
6.5 Evaluation de l'appareil indicateur de force .8
6.5.1 Erreur relative de justesse.8
6.5.2 Erreur relative de répétabilité.8
6.5.3 Concordance entre deux instruments de mesure de force .8
7 Classe de l'échelle de la machine d'essai.9
8 Rapport de vérification .9
8.1 Généralités.9
8.2 Informations générales .9
8.3 Résultats de la vérification.10
9 Intervalles entre vérifications.10
Annexe A (normative) Inspection générale de la machine d'essai.11
A.1 Généralités.11
A.2 Examen visuel.11
A.3 Inspection du bâti de la machine.11
A.4 Inspection du dispositif d'entraînement de la traverse .11
Annexe B (informative) Inspection des plateaux de chargement des machines d'essai de
compression .12
Annexe C (informative) Incertitude des résultats d'étalonnage du système de mesure de force.13
C.1 Introduction.13
C.2 Forces croissantes.13
C.2.1 Répétabilité.13
C.2.2 Résolution .14
C.2.3 Etalon de transfert.14
© ISO 2013 – Tous droits réservés iii
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ISO/DIS 7500-1
C.2.4 Incertitude élargie. 14
C.3 Forces décroissantes. 15
Bibliographie . 17
iv © ISO 2013 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 7500-1
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 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. 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.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 7500-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux,
sous-comité SC 1, Essais uniaxiaux.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 7500-1:2004/Cor.1:2008), qui a fait l'objet
d'une révision technique.
L'ISO 7500 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général 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 force
⎯ Partie 2 : Machines d'essai de fluage en traction — Vérification de la charge appliquée
© ISO 2013 – Tous droits réservés v
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 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 force
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 7500 spécifie la vérification des machines d'essai de traction/compression.
La vérification consiste en :
⎯ une inspection générale de la machine d'essai, y compris ses accessoires pour l'application des forces ;
⎯ un étalonnage du système de mesure de force.
NOTE La présente partie de l'ISO 7500 traite de la vérification statique des systèmes de mesure de force. Les valeurs
d'étalonnage ne sont pas nécessairement valables pour les applications d'essais dynamiques ou à grande vitesse. La
bibliographie donne des informations complémentaires sur les effets dynamiques.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 376, Matériaux métalliques — Étalonnage des instruments de mesure de force utilisés pour la vérification
des machines d'essais uniaxiaux
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l'ISO 7500, le terme et la définition suivants s'appliquent.
3.1
étalonnage
opération qui dans des conditions spécifiées, dans une première étape, établit une relation entre les valeurs
de grandeurs avec des incertitudes de mesure fournies par des normes de mesure et les indications
correspondantes avec les incertitudes de mesure associées et, dans une deuxième étape, utilise ces
informations pour établir une relation pour obtenir un résultat de mesure à partir d’une indication
NOTE 1 Un étalonnage peut être exprimé par une déclaration, une fonction d’étalonnage, un diagramme d’étalonnage,
une courbe d’étalonnage ou un tableau d’étalonnage. Dans certains cas, cela peut consister en une correction par
addition à ou multiplication de l’indication avec incertitude de mesure associée.
NOTE 2 Il convient de ne pas confondre un étalonnage avec le réglage d’un système de mesure souvent appelé par
erreur « auto-étalonnage » ni avec une vérification de l’étalonnage.
NOTE 3 Souvent la première étape seule dans la définition ci-avant est perçue comme étant l’étalonnage.
© ISO 2013 – Tous droits réservés 1
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ISO/DIS 7500-1
Voir VIM [1].
4 Symboles et leur signification
Les symboles et leur signification sont donnés dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Symboles et leur signification
Symbole Unité Signification
a % Résolution relative de l'appareil indicateur de force de la machine d'essai
b % Erreur relative de répétabilité du système de mesure de force de la machine d'essai
f % Erreur relative du zéro du système de mesure de force de la machine d’essai
0
F N Force réelle indiquée par l'instrument de mesure de force sous force d'essai croissante
F’ N Force réelle indiquée par l'instrument de mesure de force sous force d'essai décroissante
F N Force réelle indiquée par l'instrument de mesure de force sous force d'essai croissante,
c
pour la série complémentaire de mesures pour la plus petite échelle utilisée
F N Force lue sur l'appareil indicateur de force de la machine d'essai à vérifier, sous force
i
d'essai croissante
F ’ N Force lue sur l'appareil indicateur de force de la machine d'essai à vérifier, sous force
i
d'essai décroissante
N Moyenne arithmétique de plusieurs mesures de F et de F pour le même palier de force
F ,F i
i
F N Force lue sur l'appareil indicateur de force de la machine d'essai à vérifier, sous force
ic
d'essai croissante, pour la série complémentaire de mesures pour la plus petite échelle
utilisée
F N Indication résiduelle de l'appareil indicateur de force de la machine d'essai
i0
à vérifier après déchargement
F N Portée maximale de l'échelle de mesure de l'appareil indicateur de force de la machine
N
d'essai
2
g m/s Accélération locale due à la pesanteur
n
q % Erreur relative de justesse du système de mesure de force de la machine d'essai
q Valeur maximale de q pour chaque point d’étalonnage
%
max
q % Valeur minimale de q pour chaque point d’étalonnage
min
r
N Résolution de l'appareil indicateur de force de la machine d'essai
v Erreur relative de réversibilité du système de mesure de force de la machine d’essai
%
3
r kg/m Masse volumique de l'air
air
3
r kg/m Masse volumique des poids morts
m
5 Inspection générale de la machine d'essai
La vérification de la machine d'essai ne doit être réalisée que si la machine est en bon état de fonctionnement.
Dans ce but, une inspection générale de la machine d'essai doit être effectuée avant l'étalonnage du système
de mesure de force de la machine (voir annexe A).
NOTE Les bonnes pratiques métrologiques nécessitent d'effectuer un étalonnage avant toute opération de
maintenance ou de réglage de la machine d’essai.
2 © ISO 2013 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 7500-1
6 Étalonnage du système de mesure de force de la machine d’essai
6.1 Généralités
Cet étalonnage doit être effectué pour chaque échelle de force utilisée et avec tous les appareils indicateurs
de force employés. Tous dispositifs accessoires (par exemple aiguille suiveuse, enregistreur) qui peuvent
avoir une influence sur le système de mesure de force doivent être vérifiés conformément à 6.4.6, lorsqu'ils
sont utilisés.
Lorsque la machine d'essai comporte plusieurs systèmes de mesure de force, chaque système doit être
considéré comme une machine d'essai particulière. Le même mode opératoire doit être suivi pour les
machines hydrauliques à double piston.
L'étalonnage doit être effectué à l'aide d'instruments de mesure de force, avec l’exception suivante. Lorsque
la force à vérifier est inférieure à la limite inférieure du dispositif de mesure de force de plus petite capacité,
utilisé pour l'étalonnage, utiliser des masses connues.
Lorsqu'on doit utiliser plus d'un instrument de mesure de force pour l'étalonnage d'une échelle de force, la
force maximale appliquée au dispositif de plus faibles forces doit être égale à la force minimale appliquée à
l’instrument de mesure de force de capacité supérieure. Lorsqu’un jeu de masses connues est utilisé pour
vérifier les forces, le jeu doit être considéré comme un seul instrument de mesure de force.
L'étalonnage peut être réalisé avec des forces indiquées, F, constantes ou l'étalonnage peut être effectué
i
avec des forces réelles constantes.
NOTE 1 L'étalonnage peut être effectué avec une force croissant lentement. Le mot «constante» signifie qu'on utilise la
même valeur de F (ou de F) pour les trois séries de mesures (voir 6.4.5).
i
Les instruments utilisés pour l'étalonnage doivent avoir un raccordement certifié au système international
d'unités.
L’instrument de mesure de force doit répondre aux prescriptions spécifiées dans l'ISO 376. La classe de
l'instrument doit être égale à ou meilleure que la classe pour laquelle la machine doit être étalonnée. Dans le
cas des poids morts, l'erreur relative de la force engendrée par ces poids doit être inférieure ou égale à
± 0,1 %.
NOTE 2 L'équation exacte donnant la force, F, en newtons, engendrée par des poids morts de masse m, en
kilogrammes, est :
⎛ ⎞
ρ
air
⎜ ⎟
F= mg 1− (1)
n
⎜ ⎟
ρ
m
⎝ ⎠
Cette force peut être calculée à l'aide la formule approchée suivante :
F = mg (2)
n
L'erreur relative de la force peut être calculée à l'aide de la formule :
∆g
∆F ∆m
n
= + (3)
F m g
n
6.2 Détermination de la résolution
6.2.1 Échelle analogique
L'épaisseur des traits de la graduation de l'échelle doit être uniforme et la largeur de l'aiguille suiveuse doit
être approximativement égale à la largeur d'un trait de la graduation.
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La résolution, r, de l'indicateur doit être obtenue à partir du rapport de la largeur de l'aiguille suiveuse à la
distance entre centres de deux graduations adjacentes de l'échelle (intervalle d'échelle). Les rapports
recommandés sont 1:2, 1:5 ou 1:10, un espacement supérieur ou égal à 2,5 mm étant nécessaire pour la
détermination d'un dixième d'une division de l'échelle.
6.2.2 Échelle numérique
La résolution est considérée comme étant un incrément du nombre sur l'indicateur numérique, pour autant
que l'indication ne fluctue pas de plus d’un incrément quand l'instrument n'est pas chargé et que les moteurs
et le système de commandes fonctionnent.
6.2.3 Fluctuation des indications
Lorsque les indications varient de plus de la valeur précédemment calculée de la résolution (avec l'étalonnage
de l'instrument de mesure de force non chargé et le moteur et/ou le mécanisme d'entraînement et les
commandes en fonctionnement pour déterminer la somme du bruit électrique total), cette résolution, r, est
prise égale à la moitié de l'étendue de la fluctuation plus une unité.
NOTE 1 Ceci ne détermine que la résolution due au bruit du système et ne tient pas compte des erreurs de commande,
c'est-à-dire cas des machines hydrauliques.
NOTE 2 Pour les machines à choix automatique d'échelle, la résolution de l'appareil indicateur varie en fonction du
changement de la résolution ou du gain du système.
6.2.4 Unité
La résolution, r, doit être exprimée en unités de force.
6.3 Vérification préalable de la résolution relative de l'appareil indicateur de force
La résolution relative, a, de l'appareil indicateur de force est définie par la relation :
r
a= ×100 (4)
F
où
r est la résolution définie en 6.2 ;
F est la force au point considéré.
La résolution relative doit être déterminée à chaque point d'étalonnage et ne doit pas dépasser les valeurs
données dans le Tableau 2 pour la classe de la machine vérifiée.
6.4 Mode opératoire d'étalonnage
6.4.1 Alignement de l'instrument de mesure de force
Monter les instruments de mesure de force de traction dans la machine de manière à minimiser les effets de
flexion (voir ISO 376). Pour l'alignement d’un instrument de mesure de force en compression, monter un
plateau avec une embase sphérique sur l'instrument si la machine n’est pas pourvue d'une rotule incorporée.
Pour les systèmes d’essai qui n’utilisent pas de plaques de compression pour les essais, le dispositif de
mesure de force peut être fixé à la machine d’essai avec des goujons filetés pour la vérification des modes de
traction et de compression. Dans ce cas, le dispositif de mesure de force doit être étalonné d’une façon
similaire (c’est-à-dire avec des goujons filetés) et une rotation de l’instrument de mesure de force d’un angle
de 120° est requise entre chaque série de mesures pendant la vérification de la machine d’essai.
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NOTE Si la machine comporte deux zones de travail avec une application commune de la force et un dispositif
indicateur commun, un étalonnage peut être réalisé de façon que, par exemple, la compression dans la zone de travail
supérieure soit égale à la traction dans la zone de travail inférieure, et vice versa. Il convient que le certificat comporte un
commentaire approprié.
6.4.2 Compensation des températures
L'étalonnage doit être réalisé à une température ambiante comprise entre 10 °C et 35 °C. La température à
laquelle l'étalonnage est réalisé, doit être notée dans le rapport de vérification.
Un temps suffisant doit être alloué pour que l'instrument de mesure de force atteigne une période stable de
température. La température de l'instrument de mesure de force doit rester stable à ± 2 °C pendant chaque
opération d'étalonnage. Si nécessaire, des corrections de température doivent être appliquées aux lectures
(voir ISO 376).
6.4.3 Mise en condition de la machine d'essai
La machine, avec l'instrument de mesure de force mis en place, doit être chargée au moins trois fois entre la
force zéro et la force maximale à mesurer.
6.4.4 Mode opératoire
Utiliser l’une ou l’autre des méthodes suivantes :
a) une force nominale, F, indiquée par l'appareil indicateur de force de la machine est appliquée par la
i
machine et la force réelle, F, indiquée par l'instrument de mesure de force est notée.
b) une force réelle nominale, F, indiquée par l'instrument de mesure de force est appliquée par la machine et
la force, F , indiquée par l'appareil indicateur de force de la machine est notée.
i
NOTE Le mot nominal implique qu’il n’est pas nécessaire de répéter les valeurs exactes de la force dans chaque
série de mesures, cependant il convient qu’elles soient approximativement les mêmes.
6.4.5 Application des paliers de force
On doit effectuer trois séries de mesures sous force croissante. Pour les machines appliquant au plus cinq
paliers de force, chaque valeur de l'erreur relative ne doit pas dépasser les valeurs données dans le Tableau
2 pour une classe donnée. Pour les machines appliquant plus de cinq paliers de force, chaque série de
mesures doit comporter au moins cinq paliers de force à peu près régulièrement espacés entre 20 % et
100 % de l'étendue maximale de l'échelle.
Si un étalonnage est réalisé à des forces inférieures à 20 % de l'étendue, des mesures supplémentaires de la
force doivent être réalisées à environ 10 %, 5 %, 2 %, 1 %, 0,5 %, 0,2 % et 0,1 % de l'échelle en descendant
jusqu'à la limite inférieure d'étalonnage.
La limite inférieure de l'étendue ne doit pas être inférieure à la résolution, r, multipliée par :
⎯ 400 pour la classe 0,5 ;
⎯ 200 pour la classe 1 ;
⎯ 100 pour la classe 2 ;
⎯ 67 pour la classe 3.
Pour les machines d'essai munies d'appareils indicateurs à choix automatique d'échelle, au moins deux
niveaux de force doivent être appliqués sur chaque partie de l'échelle pour laquelle la résolution ne change
pas.
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NOTE L’instrument de mesure de force peut être tourné d'un angle de 120° avant que chaque série de mesures et un
cycle de préchargement soient entrepris.
Pour chaque palier de force, l'erreur relative de justesse et l'erreur relative de répétabilité du système de
mesure de force de la machine d'essai doivent être calculées (voir 6.5).
Avant chaque série de mesures, on doit régler l’indication de l'appareil indicateur à zéro. La lecture du zéro
doit être prise environ 30 s après que la force a été complètement retirée. Dans le cas d'un appareil indicateur
analogique, on doit également vérifier que l'aiguille suiveuse oscille librement autour du zéro et, dans le cas
de l'utilisation d'un appareil indicateur numérique, que tout dépassement du zéro vers le bas est
immédiatement enregistré, par exemple par un indicateur du signe (+ ou -).
Pour chaque série, on doit noter l'erreur relative du zéro, calculée à l'aide de l'équation suivante :
F
i0
f = (5)
0
F
N
6.4.6 Vérification des dispositifs accessoires
On doit vérifier l'état de bon fonctionnement et la résistance due au frottement des dispositifs accessoires
mécaniques (aiguille suiveuse, enregistreur) selon l'une des méthodes suivantes, selon que la machine est
habituellement utilisée avec ou sans accessoires :
a) machine habituellement utilisée avec les accessoires : On doit effectuer trois séries de mesures sous
force croissante (voir 6.4.5), avec les accessoires branchés pour chaque échelle de force utilisée, et une
série complémentaire de mesures sans accessoires pour au moins la plus petite échelle utilisée ;
b) machine habituellement utilisée sans accessoires : On doit effectuer trois séries de mesures sous force
croissante (voir 6.4.5), avec les accessoires débranchés pour chaque échelle de force utilisée, et une
série complémentaire de mesures avec les accessoires branchés pour au moins la plus petite échelle
utilisée.
Dans les deux cas, l'erreur relative de justesse, q, doit être calculée pour les trois séries normales de mesures,
et l'erreur relative de répétabilité, b, doit être calculée sur l'ensemble des quatre séries. Les valeurs obtenues
de b et q doivent être conformes à celles du Tableau 2 pour la classe considérée, et les conditions suivantes
doivent, en outre, être satisfaites :
⎯ pour les étalonnages avec force indiquée constante :
F− F
i c
100 <1,5q (6)
al
F
c
⎯ pour les étalonnages avec force réelle constante :
F − F
ic
100 <1,5q (7)
al
F
NOTE Dans les équations, la valeur de q est la valeur maximale admissible donnée dans le Tableau 2 pour la
al
classe considérée.
6.4.7 Vérification de l'influence des différences des positions du piston
Pour les machines hydrauliques, dont la pression hydr
...
Questions, Comments and Discussion
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