ISO 7500-1:2015

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 2015
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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
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
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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
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
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
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
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
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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
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 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.
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
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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 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’éta
...