ISO 7500-1:2018

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 7500-1:2018 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 document 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 document involve the use of processes which can 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 7500-1:2018 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 Ce document 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 ce document impliquent l'utilisation de processus qui peuvent conduire à une situation dangereuse.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 06-Feb-2018
• ICS: 77.040.10 - Mechanical testing of metals
• Technical Committee: ISO/TC 164/SC 1 - Uniaxial testing
• Drafting Committee: ISO/TC 164/SC 1 - Uniaxial testing
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Start Date: 10-Oct-2023
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Revises: ISO 7500-1:2015 - Metallic materials - Calibration and verification of static uniaxial testing machines - Part 1: Tension/compression testing machines - Calibration and verification of the force-measuring system
• Effective Date: 10-Dec-2016

Overview

ISO 7500-1:2018 - "Metallic materials - Calibration and verification of static uniaxial testing machines - Part 1: Tension/compression testing machines - Calibration and verification of the force‑measuring system" defines requirements for the static calibration and verification of force‑measuring systems in tension/compression testing machines. The standard covers a general machine inspection, calibration of the force‑measuring system, and confirmation that performance meets limits for a specified class. Note: this part addresses static calibration only - calibration values are not necessarily valid for high‑speed or dynamic testing.

Key topics and requirements

• General inspection of the testing machine and force application accessories (see Annex A). Calibration is carried out only if the machine is in good working order.
• Calibration of the force‑measuring system for each force range and all force indicators in use. Instruments must have traceability to SI units.
• Use of force‑proving instruments in accordance with ISO 376; dead weights may be used for forces below the smallest proving instrument. When using dead weights, relative force error shall be within ±0.1%.
• Calibration procedure elements:
  • Determination of resolution (analogue: pointer vs scale spacing; recommended pointer-to-scale ratios 1:2, 1:5 or 1:10; spacing ≥ 2.5 mm for one‑tenth divisions).
  • Alignment of the force‑proving instrument and temperature compensation.
  • Conditioning of machine and instrument prior to measurement.
  • Application of discrete constant forces (increasing and/or decreasing series) and verification across ranges (overlap between instruments).
  • Verification of accessories (recorders, pointers) and effects such as piston position differences.
• Performance assessment metrics include relative indication error, repeatability error, relative reversibility error, and agreement between two force‑proving instruments.
• Reporting and intervals: verification report requirements and recommended intervals between verifications are specified. Annex C discusses uncertainty of calibration results.
• Safety note: some tests can create hazardous conditions - follow appropriate safety procedures.

Applications and who uses it

ISO 7500-1:2018 is used by:

• Calibration and metrology laboratories performing force calibration and verification.
• Materials testing laboratories and quality control departments that operate tensile/compression machines.
• Manufacturers of testing machines and force‑measuring instruments for design verification and compliance.
• Certification, inspection and accreditation bodies assessing machine performance and traceability. Practical uses include ensuring accurate tensile/compression test results, maintaining traceability of material test data, supporting quality assurance in R&D and production, and meeting regulatory or customer conformity requirements.

Related standards

• ISO 376 - Calibration of force‑proving instruments used for verification of uniaxial testing machines (normative reference).
• Other parts of the ISO 7500 series (see ISO website for a full list).

Keywords: ISO 7500-1:2018, calibration, verification, tension/compression testing machines, force‑measuring system, static uniaxial testing, ISO 376, force‑proving instrument, metrology, testing machine class.

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 7500-1
Fifth edition
2018-02
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 2018
© ISO 2018
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Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 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 . 6
6.4.4 Procedure . 6
6.4.5 Application of discrete forces . 6
6.4.6 Verification of accessories . 7
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 .10
8 Verification report .10
8.1 General information .10
8.2 Results of verification .11
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
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 voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www .iso .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 164, Mechanical testing of metals,
Subcommittee SC 1, Uniaxial testing.
This fifth edition cancels and replaces the fourth edition (ISO 7500-1:2015), of which it constitutes a
minor revision. The changes compared to the previous edition are as follows:
— the definitions of ΔF, Δm, Δg, E, E′, U, and U′ in Table 1 have been editorially revised.
A list of all parts in the ISO 7500 series can be found on the ISO website.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 7500-1:2018(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 document 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 document 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 document involve the use of processes which can
lead to a hazardous situation.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
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 document, that the
performance properties of the testing machine achieve the limits given for a specified class
4 Symbols
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 ap-
F
plied force
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 ma-
chine
b % allowable value of b for a given class
al
ΔF N error of the force
Δm kg error of the mass
Δg m/s error of the acceleration due to gravity
E % estimated mean relative error of incremental forces
E′ % estimated mean relative error of decremental forces
f % relative zero error of the force-measuring system of the testing machine
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
c
test 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,
i
with increasing test force
F ′ N force indicated by the force indicator of the testing machine to be verified,
i
with 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
N
machine
g m/s local acceleration due to gravity
k coverage factor used to calculate the expanded uncertainty from the com-
bined 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
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Table 1 (continued)
Symbol Unit Meaning
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
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 of incremental forces
U′ % expanded uncertainty of decremental forces
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
ρ kg/m density of air
air
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 as indicated in 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 can 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 can 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 formula giving the force, F, in newtons, created by the dead weight of mass, m, in kilograms,
is given by Formula (1):
 ρ 
air
Fm=−g 1 (1)
 
ρ
m
 
This force can be calculated using Formula (2):
F = mg (2)
The relative error of the force can be calculated from the relative errors of mass and acceleration due to
gravity using Formula (3):
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
4 © ISO 2018 – All rights reserved

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.
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 shown in Formula (4):
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, for example, 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 calibra
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 7500-1
Cinquième édition
2018-02
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
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ISO 2018
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Publié en Suisse
ii © ISO 2018 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles . 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 Évaluation 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 Informations générales .10
8.2 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
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 attirée 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 nature volontaire des normes, 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’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité chargé de l'élaboration du présent document est
l'ISO/164, Essais mécaniques des métaux, SC 1 Essais uniaxiaux
Cette cinquième édition annule et remplace la quatrième édition (ISO 7500-1:2015), dont elle constitue
une révision mineure. Les modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— Les définitions de ΔF, Δm, Δg, E, E′, U, et U dans le Tableau 1 ont fait l’objet d’une révision éditoriale.
Une liste de l’ensemble des parties de la série de l’ISO 7500 peut être trouvée sur le site de l’ISO.
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NORME INTERNATIONALE ISO 7500-1:2018(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
Ce document 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 Ce document 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 ce document impliquent l'utilisation de
processus qui peuvent conduire à une situation dangereuse.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des
exigences 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 ce document, les termes et les définitions suivantes s'appliquent.
L’ISO et le CEI maintiennent des bases de données terminologiques pour l’utilisation en normalisation
disponibles aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
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 instruments de mesure de force
3.2
vérification
confirmation, fondée sur une analyse des mesures en conformité avec ce document, que les propriétés
de la machine d'essai concernant ses performances atteignent les limites indiquées pour une classe
spécifiée
4 Symboles
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 appliquée
Z
(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 de la force
Δm kg erreur de la masse
Δg m/s erreur de l’accélération due à la gravité
E % erreur relative moyenne estimée des incréments de force
E’ % erreur relative moyenne estimée des décréments de force
f % erreur relative du zéro du système de mesure de force de la machine d’essai
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 d'essai
c
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 force
i
d'essai croissante
N force lue sur l'appareil indicateur de force de la machine d'essai à vérifier, sous force
′
F
i
d'essai décroissante
N moyenne arithmétique de plusieurs mesures de F et de F pour le même palier de force
i
FF,
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 à vérifier
i0
après déchargement
F N portée maximale de l'échelle de mesure de l'appareil indicateur de force de la
N
machine d'essai
g m/s accélération locale due à la pesanteur
k facteur d’élargissement utilisé pour calculer l’incertitude élargie à partir de l’incerti-
tude 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
-ème
q % i mesure de l’erreur relative d'indication du système de mesure de force de la
i
machine d'essai
q % valeur admissible de q pour une classe donnée
al
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Tableau 1 (suite)
Symbole Unité Signification
q % valeur maximale de q pour chaque point d’étalonnage
max
q % valeur minimale de q pour chaque point d’étalonnage
min
q % erreur d'indication relative déterminée à un point de croisement utilisant l’instrument
T1
de mesure de force 1
q % erreur d'indication relative déterminée à un point de croisement utilisant l’instrument
T2
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 liée à la répétabilité
rep
u % composante de l’incertitude liée à la résolution
res
u % composante de l’incertitude liée au système d’étalonnage utilisé
std
U % incertitude étendue des incréments de force
U’ % incertitude étendue de réversibilité des décréments de force
U % incertitude étendue en utilisant un instrument de mesure de force 1 à un point de
T1
croisement
U % incertitude étendue en utilisant un instrument de mesure de force 2 à un point de
T2
croisement
v % erreur relative de réversibilité du système de mesure de force de la machine d’essai
ρ kg/m masse volumique de l'air
air
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 réalisé 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 comme indiqué dans l'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 sont fournies à l'Annexe B. L'incertitude
des résultats d'étalonnage est discutée 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 les 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, 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 %.
La formule exacte donnant la force, F, en newtons, engendrée par des poids morts de masse m, en
kilogrammes, est donnée par la Formule (1):
 
ρ
air
Fm=−g 1 (1)
 
n
ρ
 m 
Cette force peut être calculée en utilisant la Formule (2):
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 en utilisant la Formule (3):
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
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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 dans le 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 donnée dans la
Formule (4):
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
êtr
...