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B 7602

:2009

(1)

目  次

ページ

序文 

1

1

  適用範囲

1

2

  引用規格

1

3

  用語,定義,記号及び単位 

1

4

  一般

3

5

  力計の特性 

3

5.1

  力計の確認 

3

5.2

  力の作用 

3

5.3

  弾性変位量の測定

3

6

  校正及び試験の条件

3

6.1

  環境条件 

3

6.2

  不安定な電源電圧の試験 

4

6.3

  力計及び力変換器の設置条件

4

6.4

  校正装置及び試験装置 

4

6.5

  指示装置の校正

4

6.6

  過負荷試験 

4

7

  校正及び負荷試験の方法 

4

7.1

  準備

4

7.2

  試験の順序 

5

7.3

  指示装置の分解能

6

7.4

  使用範囲の下限

6

7.5

  弾性変位量の測定値の決定 

6

7.6

  校正及び一般負荷試験 

6

8

  クリープ試験 

7

9

  温度特性試験 

7

10

  データの解析 

8

10.1

  力計の校正結果

8

10.2

  力変換器の性能評価 

9

11

  試験成績書など及びその有効期間

11

11.1

  試験成績書などの記載事項 

11

11.2

  有効期限

12

12

  校正された力計の使用方法 

12

附属書 A(規定)校正した力計の指示装置の代替条件について

13

附属書 B(参考)校正した力計の弾性変位量の温度補正方法 

14

附属書 C(参考)力計の校正結果の不確かさの見積方法 

15


B 7602

:2009

(2)

まえがき

この規格は,工業標準化法第 14 条によって準用する第 12 条第 1 項の規定に基づき,社団法人日本計量

機器工業連合会 (JMIF) 及び財団法人日本規格協会 (JSA) から,工業標準原案を具して日本工業規格を改

正すべきとの申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が改正した日本工業規格であ

る。

これによって,JIS B 7602:2002 は改正され,この規格に置き換えられた。

この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。

この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に

抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許

権,出願公開後の特許出願,実用新案権及び出願公開後の実用新案登録出願にかかわる確認について,責

任はもたない。


   

日本工業規格

JIS

 B

7602

:2009

力計の校正方法及び力変換器の性能試験方法

Calibration and test method for force-proving instruments

序文 

この規格は,1983 年に制定され,その後 2 回の改正を経て今日に至っている。前回の改正は 2002 年に

行われたが,その後制定された JIS B 7612-1: 2008(質量計用ロードセル−第 1 部:アナログロードセル)

と適用範囲を明確に切り分けるために改正した。

なお,対応国際規格は現時点で制定されていない。

適用範囲 

この規格は,一軸試験機の静的検証に使用される以外の力計の静的な校正方法及び質量計用ロードセル

以外の力変換器の静的な性能試験方法について規定する。この規格は,力を受けた部材の弾性変位量又は

これに比例する物理量を測定することによって力の大きさの確定を行う力計及び力変換器に適用する。

引用規格 

次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。この引用

規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS Z 8103

  計測用語

用語,定義,記号及び単位 

この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS Z 8103 によるほか,次による。また,この規格で用いる記

号,単位及び意味は,

表 による。

3.1 

力変換器 

ひずみゲージ,圧電素子などによって力を受けた部材の弾性変位量又はこれに比例する物理量を電気信

号に変換して力の大きさを確定する機器で,指示装置を含まない。

3.2 

力計 

力変換器から指示装置までの構成部品を含む全システム。


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B 7602

:2009

   

表 1−記号,単位及び意味

記号

単位

意味

F

N

力の測定範囲における最大容量

F

c

 

力変換器の最大容量

F

l

 

無負荷状態に負荷枠などが加えられた値。初期荷重という。

試験力を増加させながら測定したときの各測定箇所における参照標準器の指示又
は真の力

F' 

試験力を減少させながら測定したときの各測定箇所における参照標準器の指示又
は真の力

F

i

 

試験力を増加させながら測定したときの各測定箇所における力計の読み

F'

i

 

試験力を減少させながら測定したときの各測定箇所における力計の読み

¯¯¯

 F

i

, ¯¯¯

 F 

同一の力測定点に対する,測定値 F

i

及び の算術平均

F

max

F

i min

F

max

F

min

同一の力測定点に対する,F

i

及び の最大値又は最小値

i

0

   

a) 

力を加える前の指示装置の読み

i

f

 

a) 

力を除いた後の指示装置の読み

a) 

試験力を増加させたときの弾性変位量

X

 

' 

a) 

試験力を減少させたときの弾性変位量

¯¯¯¯¯

 X  , ¯¯¯¯¯

 X ' 

a) 

弾性変位量の平均値

X

max

 

a) 

弾性変位量の最大値

X

min

 

a) 

弾性変位量の最小値

X

a

 

a) 

弾性変位量の校正式による計算値

X

N

 

a) 

測定範囲の最大容量に対応する弾性変位量

a) 

指示装置の分解能

相対繰返し誤差

f

0

 

相対ゼロ誤差

f

c

 

相対内挿誤差

相対分解能

ν 

相対往復誤差

q

 

相対指示誤差

θ

 

a) 

定格出力

θ

fn

a) 

回目の測定範囲における最大容量負荷時の出力

θ

0n

a) 

回目の校正直前の無負荷時又は初期荷重時の出力

Δ

θ

L

a) 

3 回の往復校正で得られる,試験力増加時における同一試験力に対する 3 個の出
力の平均値と基準直線との差のうちの最大値

%R.O

 b)

直線性

Δ

θ

H

a) 

3 回の往復校正で得られる,同一試験力での試験力増加時における 3 個の出力の
平均値と試験力減少時における 3 個の出力の平均値との差のうちの最大値

%R.O

 b)

ヒステリシス差

Δ

θ

R

a) 

試験力増加の場合における同一試験力に対する出力の差のうちの最大値

%R.O

 b)

繰返し性

θ

fa

 

a) 

負荷が測定範囲における最大容量に達してから約 5 秒後の出力

θ

fb

 

a) 

負荷してから 30 分間のうち

θ

fa

からの偏差が最大のときの出力

%R.O

 b)

クリープ

θ

0a

 

a) 

負荷を取り去ってから約 5 秒後の出力

θ

0b

 

a) 

負荷を取り去ってから 30 分後の出力

C

R

 

%R.O

 b)

クリープ回復性

t

h

 

高温側試験温度(温度範囲の上限に近い温度)

t

l

 

低温側試験温度(温度範囲の下限に近い温度)


3

B 7602

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表 1−記号,単位及び意味(続き)

記号

単位

意味

θ

0h

 

a) 

高温側試験温度における無負荷時の出力の平均値

θ

f

   

a) 

標準とする試験温度における定格出力

θ

0l

 

a) 

低温側試験温度における無負荷時の出力の平均値

T

0

 

%R.O

 b)

/℃ ゼロ点の温度特性

θ

fh

 

a) 

高温側試験温度における定格出力

θ

fl

 

a) 

低温側試験温度における定格出力

T

R

 

%/℃

出力の温度特性

g

L

 

m/s

2

校正場所の重力加速度

ρ

air

 

kg/m

3

空気の密度

ρ

m

 

kg/m

3

おもりの密度

a)

  指示装置の表示単位は,N,mV/V,mm,A,目盛,マイクロストレーンなどいずれも使用できる。

b)

  定格出力に対する%

一般 

校正は,正確な既知の力を弾性体に作用させ,このときの力計の弾性変位量の指示装置からのデータを

記録することによって成り立つ。

力計の特性 

5.1 

力計の確認 

力計のすべての構成部品(電気接続用ケーブルを含む。

)は,例えば,製造業者名,形式及び製造番号に

よって,個々に,かつ,独自に確認できる。力変換器には,最大負荷容量を表示しなければならない。

5.2 

力の作用 

力変換器及びその組込用附属部品は,引張・圧縮に関係なく力の作用軸上に負荷が行えるように設計さ

れていなければならない。

5.3 

弾性変位量の測定 

力変換器の力を受ける部分の弾性変位量の測定は,適切な精度及び安定性をもつ機械式,電気式,光学

式又はその他の測定方法で行うことができる。

校正及び試験の条件 

6.1 

環境条件 

校正又は試験の環境は,次による。また,磁界,電界及び振動の影響についても留意する。

a)

校正又は試験は,±1  ℃の安定した温度の下で行い,設定範囲は 18∼28  ℃とし,記録する。力計及

び力変換器は,温度が安定するまで十分長い時間測定環境になじませる。

力変換器は,校正を開始する前に 30 分間以上通電状態に置く。

注記  力計及び力変換器が温度補償されていない場合には,温度変動が校正又は試験の結果に影響

を与えないよう注意する必要がある。

b)

大気圧は,950∼1 050 hPa の範囲とする。大気圧の変化が測定結果に影響を与える場合は,校正又は

試験を行わない。

c)

湿度を測定し,その値を記録する。また,湿度は 75  %以下で結露しないよう注意する。

d)

重力加速度は,試験を実施する場所で計測又は計算された数値を用いる。


4

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6.2 

不安定な電源電圧の試験 

この試験は,校正サービス機関の裁量にゆだねる。電源を必要とする力計及び力変換器に対しては,電

源電圧±10  %  の変動が有意な影響をもたないことを確認する。この確認は,ブリッジ校正器など力変換

器のシミュレータ又は他の適切な方法で行うことができる。

6.3 

力計及び力変換器の設置条件 

次の事項を保証するようにする。

a)

力計及び力変換器は,試験力の方向と力計及び力変換器の主軸とが負荷軸上に一致するように設置す

る。試験力は力計及び力変換器に衝撃を与えないように受感軸に沿って加え,その後,取り除く。試

験力を負荷したとき,適切な耐圧盤,継手,アタッチメントなどを用いる場合は,出力に影響しない

ようにする。

b)

この校正又は試験の目的は,力計及び力変換器を校正装置又は試験装置に取り付けること又は取り外

すことがその計量性能に与える影響を調べることではないので,力計及び力変換器の校正装置又は試

験装置への取付けには,特別に注意する。

c)

力計及び力変換器に固有の誤差以外の誤差が入ることを防ぐために,表面粗さ,平面度,引っかきき

ず,偏心などの要因を考慮する。そして,力計及び力変換器の製造業者の要求によって,負荷条件を

設定する。

6.4 

校正装置及び試験装置 

校正装置及び試験装置は,次による。

a)

力計及び力変換器の負荷試験に使用する校正装置又は試験装置は,国家標準にトレーサブルでなけれ

ばならない。

b)

質量標準の値  (m)  と校正又は試験場所の重力加速度  (g

L

)  とによって生じる力  (F)  は,次の式 (1) に

よって求める。

×

×

=

m

air

L

1

ρ

ρ

g

m

F

 (1)

6.5 

指示装置の校正 

力変換器の性能試験に使用する指示装置は,定期的に校正する。

6.6 

過負荷試験 

過負荷試験は,力計及び力変換器を校正又は試験のために出荷する前に,製造業者によって少なくとも

一度は行われなければならない。力計及び力変換器には,4 回連続して定格容量に相当する力より 8∼

12  %増の過負荷を加える。過負荷は,1∼1.5 分間維持する。

校正及び負荷試験の方法 

7.1 

準備 

校正又は負荷試験の実施に当たっては,箇条 に規定する各条件について確認するとともに,次の事項

に留意する。

a)

初期荷重  負荷枠などの初期荷重は,力計及び力変換器の定格容量の 10  %以上負荷されないように

する。ただし,初期荷重が 10  %以上負荷される場合は,その大きさを試験成績書などに記録する。

b) 

電気的安定性  電気的な測定を行う力計及び力変換器は,あらかじめ製造業者の指定する時間通電し

て電気的に安定させる。


5

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c) 

ケーブル  電気的な測定を行う力計及び力変換器のケーブルは,その質量,長さなどが測定結果に影

響を及ぼさないように接続する。

温度特性試験を行う場合,通常ケーブルなどの接続部品は,力変換器と同じ試験温度にする。また,

指示装置は室温に維持する。

d) 

接続部品  接続部品の温度変化の影響も試験結果の判定のときに考慮する。

7.2 

試験の順序 

力変換器の性能試験は,次の順序で行う。

a)

校正を含む,すべての試験を同じ装置で実施するときは,

図 に示す順序で行う。

b)

クリープ試験を一般負荷試験と異なる装置で行うときには,

図 に示す順序で行う。

図 1−同一試験機での試験順序

図 2−クリープ試験だけ行う場合の試験順序


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7.3 

指示装置の分解能 

7.3.1 

アナログ表示 

アナログ表示は,次による。

a)

目盛板上の目盛線は同じ太さで,指針の幅は,目盛線の幅とほぼ同じでなければならない。

b)

指示装置の分解能  (r)  は,指針の幅と二つの隣接する目盛線の中心間の距離との比率で得られ,推奨

比率は,1/2,1/5 又は 1/10  とする。目盛板上で 1/10 分割を目視によって推定するためには,1.25 mm

以上の間隔を必要とする。

c)

アナログ表示に適切な副尺があれば,その装置の目盛を直接分割読取りとしてもよい。

7.3.2 

デジタル表示 

分解能は,デジタル指示装置上の最下位の有効数字の 1 増分とする。ただし,無負荷時における指示装

置の指示変動が 1 増分を超えないことを条件とする。

7.3.3 

読取値の変動 

無負荷の状態で,指示装置の表示が分解能のために事前に計算した値より大きく変動する場合,分解能

は変動範囲の半値幅であるとみなす。

7.3.4 

単位 

分解能  (r)  は,力の単位に変換する。

7.4 

使用範囲の下限 

校正の実施中又は終了後,すなわち力測定に使用するときの弾性変位量の読取精度を考慮して,力計の

使用範囲の下限は,0.02×F

c

以上でなければならない。

7.5 

弾性変位量の測定値の決定 

弾性変位量は,力を加えたときの読みと力を加えていないときの読みとの差として定義する。

注記  弾性変位量の測定値の決定に関するこの定義は,長さの単位の読みによる出力だけでなく,電

気の単位による読みにも適用する。

7.6 

校正及び一般負荷試験 

力計の校正の実施,又は力変換器の特性のうち定格出力,直線性,ヒステリシス差及び繰返し性を求め

るために,箇条 に規定する校正及び試験の条件下で次に示す負荷試験を行う。

a)

負荷試験に先立ち,試験を行う最大の力を 3 回繰り返して負荷しなければならない(以下,予備負荷

という。

なお,予備負荷前後の無負荷時の出力を記録する。

b) 

負荷試験を開始するとき,無負荷時の出力を記録する。

c)

負荷試験は,

できるだけ等間隔で,

試験を行う最大の力を少なくとも 5 段階に分割した試験力で行う。

d)

性能試験においてヒステリシス差を評価する場合の負荷試験は,試験力増加及び試験力減少の両方向

について 3 回以上繰り返して実施しなければならない。このとき,試験力はできるだけ同一時間間隔

で負荷する。

なお,ヒステリシス差を評価しない場合は,試験力の減少方向は省略できる。

e)

校正において相対往復誤差を評価する場合の負荷試験は,試験力の増加方向では 3 回以上実施し,試

験力の減少方向では 1 回に省略することができる。このとき,試験力はできるだけ同一時間間隔で負

荷する。

なお,相対往復誤差を評価しない場合は,試験力の減少方向は省略できる。

f)

無負荷に相当する表示を記録する。このとき,負荷を完全に除いてから 30 秒の時間をおくことを推奨


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B 7602

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する。

g)

各特性値又は相対誤差は,箇条 10 に規定する計算式によって求める。

h)

引張圧縮両用の力計で,弾性体への力の作用方向が共通な場合には,引張力又は圧縮力で行った校正

結果を,もう一方の力の作用方向にも適用できる。この場合,試験成績書などにその旨を明記する。

クリープ試験 

この試験は,

使用者から要求があった場合,

又はその力変換器の製造業者が必要な場合にだけ実施する。

力変換器のクリープは,箇条 に規定する校正及び試験の条件の下で,次に示す方法によって定格容量

に相当する試験力を負荷して求める。ただし,定格容量に相当する試験力を負荷した状態を安定保持する

ことが困難な場合は,クリープに代えてクリープ回復性の試験を行う。

a)

試験に先立ち,7.6 a)  に規定する予備負荷を行う。

b)

予備負荷の終了から 60 分経過後に試験を開始する。試験は,無負荷時の出力を記録した後に行う。

c)

定格容量に相当する試験力の負荷は,できるだけ速やかに行う。

d)

力変換器の出力測定は,負荷が定格容量に相当する試験力に達してから約 5 秒後に始め,以後連続し

て記録する。その中に 20 分経過後の出力の記録を含める。

e)

定格容量に相当する試験力の保持時間は 30 分とする。ただし,クリープを評価する時間が別に定めら

れている場合は,それに従い,試験成績書などにその時間を記録する。

f)

クリープ回復性を求める場合には,a)b)c)  及び e)  に従って定格容量に相当する試験力を負荷し

た後,できるだけ速やかに負荷を取り除き,d)  に準じて無負荷時の出力を 30 分間測定する。ただし,

クリープ回復性を評価する時間が別に定められているときはそれに従い,試験成績書などにその時間

を記録する。

g)

各特性値は,箇条 10 に規定する計算式によって求める。

温度特性試験 

この試験は,

使用者から要求があった場合,

又はその力変換器の製造業者が必要な場合にだけ実施する。

力変換器の温度範囲内の上限及び下限に近い温度並びに箇条 に規定する環境条件下で,

7.6

に規定する

一般負荷試験を行う。また,箇条 に規定する環境条件下で,7.6 に規定する一般負荷試験を既に行って

いる場合には,その測定結果を採用してもよい。

ゼロ点の温度特性及び出力の温度特性だけを求める場合には,各試験温度において,無負荷時及び定格

荷重負荷時の出力だけを測定すればよい。

a)

試験は,恒温槽を備えた試験装置に力変換器を設置して行う。ただし,ゼロ点の温度特性だけを求め

る場合は,別の恒温槽で試験してもよい。

b)

負荷及び力変換器の出力測定は,力変換器の温度が試験温度に達し,かつ,十分安定していることを

確認した後に行う。

c)

温度条件の安定を監視するために,必要に応じて無負荷時の出力を連続して記録する。

d)

無負荷時の温度特性の試験をするときには,指示装置のゼロ点を調整してはならない。

e)

無負荷時の温度特性及び出力の温度特性は,測定結果のうち,無負荷時及び定格容量に相当する試験

力の負荷時の出力から,箇条 10 に規定する計算式によって求める。


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10 

データの解析 

10.1 

力計の校正結果 

力計の校正結果は,次による。

a) 

相対繰返し性誤差  相対繰返し性誤差は,校正されたすべての力に対して,次の式(2)によって求める。

なお,力の単位で表示する力計の場合は,式中の を 又は F

i

に置き換えて計算する。

max

min

100

X

X

b

X

=

×

 (2)

1

n

i

i

X

X

n

=

=

ここに,

  n

繰返しの回数

b) 

相対内挿誤差  相対内挿誤差は,校正された力の関数として,弾性変位量を与える一次,二次又は三

次の内挿校正式を測定値から最小二乗法で推定して決定される。内挿校正式の推定は,

mV/V

など力

の単位以外の単位で表示する力計に適用する。

使用する式は,試験成績書などに記載しなければならない。相対内挿誤差は,次の式

(3)

によって求

める。

a

c

a

100

X

X

f

X

=

×

 (3)

c) 

相対指示誤差  相対指示誤差は,校正されたすべての力に対して,次のいずれかによって求める。相

対指示誤差は,力の単位で表示する力計に適用する。

1)

真の力の平均値 の%で表される相対指示誤差は,次の式 (4) によって求める。

100

i

F

F

q

F

=

×

 (4)

2)

一定の真の力 の%で表される相対指示誤差は,次の式(5)によって求める。

注記  “一定”とは,同じ値の力 を,行われる 3 回の測定に使用することを意味する。

100

i

F

F

q

F

=

×

 (5)

d)

相対ゼロ誤差  ゼロ点は各試験シリーズの測定開始前に調整し,各シリーズの試験終了後に記録する。

相対ゼロ誤差は,次の式(6)によって求める。

なお,力の単位で表示する力計の場合は,式中の を に置き換えて計算する。


9

B 7602

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f

0

0

N

100

i

i

f

X

=

×

 (6)

e) 

相対往復誤差  相対往復誤差の試験は,力を順次増加させ,次に力を順次減少させる方法で,規定の

各校正シリーズにおいて行う。

注記  相対往復誤差の測定が実用的でない場合は,試験成績書などに力の増加方向だけで校正され

たことを明記したほうがよい。

相対往復誤差は,同一負荷ステップの力の増加で得た値と力の減少で得た値との差で表され,次の

式(7)によって求める。

なお,力の単位で表示する力計の場合は,式中の を 又は F

i

に置き換えて計算する。

'

100

X

X

X

ν

=

×

 (7)

f) 

相対分解能  力計の相対分解能は,次の式(8)によって求める。必要な場合,この相対分解能は,すべ

ての個別の力について決定しなければならない。

100

r

a

F

= ×

 (8)

10.2 

力変換器の性能評価 

10.2.1 

一般 

力変換器の特性を示すために,7.6 に規定する試験又は 10.1 に規定する校正から得た測定結果を,必要

に応じて 10.2.210.2.4 によって解析する。

10.2.2 

定格出力など 

定格出力,直線性,ヒステリシス差及び繰返し性は,7.6 による試験から得られた測定結果及び校正曲線

から,それぞれ次の a)d)  によって求める(

図 参照)。

図 3−校正曲線の例 


10

B 7602

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a) 

定格出力  定格出力は,次の式(9)によって求める。

(

)

3

1

1
3

n

n

n

θ

 (9)

b) 

直線性  直線性は,次の式(10)によって求める。

100

L

×

θ

Δθ

L

(%R.O) (10)

c) 

ヒステリシス差  ヒステリシス差は,次の式(11)によって求める。 

100

H

×

θ

Δθ

H

(%R.O) (11)

d) 

繰返し性  繰返し性は,次の式(12)によって求める。 

100

R

×

θ

Δθ

R

(%R.O)  (12)

10.2.3 

クリープ及びクリープ回復性 

クリープ及びクリープ回復性は,箇条 によって得られた測定結果から,次の a)及び b)  によって求め

る(

図 参照)。

a) 

クリープ  クリープは,次の式(13)によって求める。 

100

fa

fb

×

θ

θ

θ

C

(%R.O) (13)

b) 

クリープ回復性  クリープ回復性は,次の式(14)によって求める。 

100

0a

0b

R

×

θ

θ

θ

C

(%R.O) (14)


11

B 7602

:2009

図 4−クリープ曲線の例 

10.2.4 

温度特性 

ゼロ点の温度特性及び出力の温度特性は,箇条 によって得られた測定結果から,次の a)及び b)によっ

て求める。

a) 

ゼロ点の温度特性  ゼロ点の温度特性は,次の式(15)によって求める。 

100

f

l

h

0l

0h

0

×

θ

t

t

θ

θ

T

(%R.O/℃) (15)

b) 

出力の温度特性  出力の温度特性は,次の式(16)によって求める。 

100

f

l

h

fl

fh

R

×

θ

t

t

θ

θ

T

(%/℃) (16)

11 

試験成績書など及びその有効期間 

11.1 

試験成績書などの記載事項 

力計及び力変換器が,校正又は試験時にこの規格の要件を満足した場合,校正又は試験実施機関は,少

なくとも次の記載事項を含む試験成績書などを発行しなければならない。

a)

力計及び/又はその附属品並びに校正装置又は試験装置のすべての要素の同一性(名称及び仕様)

b)

力の作用方向(引張及び圧縮)

c)

校正又は試験の結果

d)

校正又は試験の範囲

e)

校正の日付


12

B 7602

:2009

   

f)

必要に応じて校正式又は校正曲線

g)

校正を行った温度

11.2 

有効期限 

有効期限は,次による。

a)

この規格による試験成績書などの有効期間は,最長でも 2 年を超えないことを推奨する。

b)

力計は,過負荷試験の値を超える過負荷にさらした場合又は修理後は,直ちに再校正を行わなければ

ならない。

12 

校正された力計の使用方法 

校正された力計の使用方法は,次による。

a)

力計が校正された最大の力を超えた負荷にさらされないよう予防策を講じて注意する。

b)

力計の校正に使用した指示装置を別の指示装置で代替使用するときは,

附属書 の代替条件を満たさ

なければならない。

c)

力計を校正されたときとは異なる温度で使用する場合,必要であれば力計の弾性変位量の測定値を,

いかなる温度変化に対しても補正しなければならない(

附属書 参照)。


13

B 7602

:2009

附属書 A

(規定)

校正した力計の指示装置の代替条件について

序文 

この附属書は,校正した力計の主要構成部である指示装置の代替条件について規定する。

A.1 

適用範囲 

この附属書は,校正された力計の主要構成部である指示装置の代替条件について規定するもので,力計

が校正されたときと異なる指示装置を使用する場合は,A.2 の規定を満たさなければならない。

A.2 

概要 

電気的な測定を行う場合,指示装置は,他の指示装置で代替してもよい。その力計が次の規定を満足す

る場合は,再校正の必要はない。

a)

元の指示装置及び代替の指示装置は,トレーサビリティが確保されている試験成績書などを備えてい

なければならない。代替指示装置は,その力計で使用している範囲に等しいか又は大きい範囲につい

て校正されていなければならない。

代替の指示装置の分解能は,その力計が使用されている指示装置の分解能に少なくとも等しくなけ

ればならない。

b)

代替指示装置の力変換器への励起電源及び変位出力の単位(例えば,5 V,10 V)並びにタイプ(例え

ば,直流又は交流の搬送周波数)は,それぞれ同じでなければならない。

c)

各々の指示装置(元の及び代替の指示装置の両方)の不確かさは,力計全体の不確かさに影響を与え

るものであってはならない。

代替指示装置の不確かさは,全システムの不確かさの 1/3 を超えないことが望ましい。


14

B 7602

:2009

   

附属書 B

(参考)

校正した力計の弾性変位量の温度補正方法

序文 

この附属書は,

力計の弾性変位量の温度補正方法について記載するものであって,

規定の一部ではない。

B.1 

適用範囲 

この附属書は,力計の弾性変位量の温度補正方法について記載するもので,力計が校正されたときと異

なる温度で使用する場合はこれを引用することが望ましい。

B.2 

温度補正方法 

任意の温度変動に対する力計の弾性変位量の補正は,次の式(B.1)によって求める。

(

)

[

]

c

c

1

t

t

K

D

D

t

×

×

(B.1)

ここに,

D

t

温度  t

℃における弾性変位量の測定値

D

c

校正温度  t

c

  ℃における弾性変位量の測定値

K  : 力計の 1 ℃当たりの温度係数

なお,次を留意する。

a)

合金成分の含有量が 7  %を超えない鋼製の力変換器又は力計で,かつ,電気的出力を伴わない力計は,

K=0.000 27/℃  の値を使用できる。

b)  a)

の鋼製以外の材料で製作された力変換器又は電気的出力を伴う力計は,その製造業者によって K

の値を実験的に決定し,報告する。使用したこの値は,当該器物の校正証明書などに記載する。

注記  力計が前者の合金鋼製であって,長さの単位で弾性変位量を測定する場合には,温度補正値

は,4  ℃の変動に対して約 0.001 に等しい。

c)

電気的に出力する大部分の力変換器は,温度補償がされている。

d)

一般に,試験器物の温度は,1  ℃の正確さで測定されれば十分である[6.1 a)  の

注記参照]。


15

B 7602

:2009

附属書 C 
(参考)

力計の校正結果の不確かさの見積方法

序文 

この附属書は,力計の校正結果の不確かさの見積方法について記載するものであって,規定の一部では

ない。

C.1 

適用範囲 

この附属書は,力計の校正結果の不確かさの見積方法について記載するもので,校正を行う場合はこれ

を引用することが望ましい。

C.2 

不確かさの計算方法 

C.2.1 

一般 

力計の不確かさの各成分は,実測の繰返しから求める。それらは異なる評価の合成量を表現し,また,

無相関入力量として考察される。10.1 に規定した各相対誤差に関する確率分布及び標準不確かさ,並びに

参照値に関する標準不確かさの計算式を,次に示す。これらは総合計測結果に及ぼす可能性が大きく,異

なって起こり得る影響を基礎として推定されている。

力計の校正結果に対する相対拡張不確かさ(U)は,次の式(C.1)によって求める。

×

×

n

i

i

u

k

u

k

U

1

2

c

(C.1)

ここに,

k: 包含係数

u

c

合成標準不確かさ

u

i

繰返し性,内挿誤差,ゼロ誤差,往復誤差,分解能
及び参照値

C.2.2 

相対繰返し性誤差の標準不確かさ  (u

rep

)

繰返し性の相対標準不確かさは,負荷サイクルを 回繰り返したときの力計の指示値が正規分布すると

仮定して,次の式(C.2)によって求める。

なお,力の単位で表示する力計の場合は,式中の を 又は F

i

に置き換えて計算する。

(

)

X

X

X

n

n

u

n

i

i

100

1

1

1

1

2

rep

×

×

(C.2)

C.2.3 

相対内挿誤差の標準不確かさ  (u

eq

最小二乗法で校正式を内挿推定したときの相対内挿誤差の標準不確かさは,三角分布になることを仮定

して,次の式(C.3)によって求める。

2

6

1

c

eq

f

u

×

(C.3)


16

B 7602

:2009

   

C.2.4 

相対ゼロ誤差の標準不確かさ  (u

zer

相対ゼロ誤差の標準不確かさは,く(矩)形分布になることを仮定して,次の式(C.4)によって求める。

2

3

1

0

zer

f

u

×

(C.4)

C.2.5 

相対往復誤差の標準不確かさ  (u

rev

相対往復誤差の標準不確かさは,く(矩)形分布になることを仮定して,次の式(C.5)によって求める。

2

3

1

rev

v

u

×

(C.5)

C.2.6 

相対分解能の標準不確かさ  (u

res

相対分解能の標準不確かさは,く(矩)形分布になることを仮定して,次の式(C.6)によって求める。

2

3

1

res

a

u

×

(C.6)

C.2.7 

参照値の相対標準不確かさ  (u

std

 , u

wcal

 , u

cal

C.2.7.1 

一般

使用した校正装置の種類に応じて,次の式(C.7)又は式(C.8)のいずれかによって求める。

C.2.7.2 

力基準機による場合の相対標準不確かさ

力基準機による場合の参照値の相対標準不確かさは,試験成績書などに記載されている相対拡張不確か

さ(U)を包含係数(k)で除した,次の式(C.7)によって求める。

k

U

u

u

cal

std

(C.7)

C.2.7.3 

おもりによる場合の相対標準不確かさ 

おもりによる場合の相対標準不確かさは,次による。

a)

おもりの質量校正値の標準不確かさ  おもりの試験成績書などに記載されている拡張不確かさ(U

tra

)

を包含係数(k)で除した,国際法定計量機関 OIML R 111-1 に基づく次の式(C.8)によって求める。

( )

n

i

i

n

i

i

m

k

U

u

1

1

tra

wcal

×100(C.8)

ここに,

m

i

個々のおもりの質量値

(U

tra

)

i

個々のおもりの拡張不確かさ

b)

空気浮力補正の不確かさ  空気浮力の補正値は,6.4 の式 (1) の ρ

air

/ρ

m

で計算して補正する。この値

は,鋼製おもりの場合で 1.5×10

4

,アルミ製おもりの場合で 4.4×10

4

と極めて小さい。その上,空

気密度への環境変化の影響は,温度が 10  ℃から 30  ℃への変化に対して 0.088 kg/m

3

,気圧が 100 kPa

から 102 kPa への変化に対して 0.023 kg/m

3

と極めて小さい。したがって,力計の校正結果に関する不

確かさの見積りにおいて,空気浮力補正の不確かさ要因の見積りは省略する。


17

B 7602

:2009

c)

重力加速度の推定値の標準不確かさ  力計をおもりによって校正する場合は,重力加速度の測定値又

は推定値の不確かさの見積りが必要で,測定報告書による場合と計算推定する場合とで,次のいずれ

かによって求める。

1)

測定報告書による場合は,試験成績書などに記載されている相対拡張不確かさ(U

g

)を包含係数(k)で

除した,次の式(C.9)によって求める。

k

U

u

g

g

(C.9)

2)

計算推定による場合は,最小けた(桁)の

1

増分

Δ

g

L

からく(矩)形分布になることを仮定して,

次の式

(C.10)

によって求める。

L

L

g

100

2

3

1

g

g

×

Δ

×

u

(C.10)

d)

相対合成標準不確かさ  参照値の相対合成標準不確かさは,次の式(C.11)によって求める。

2

g

2

wcal

wcal

c

std

u

u

u

u

(C.11)

C.2.7.4 

参照用ロードセルによる場合の相対標準不確かさ 

参照用ロードセルによる場合の相対標準不確かさは,次による。

a)

ロードセルの校正値の相対標準不確かさ  ロードセルの試験成績書などに記載されている相対拡張不

確かさ(U)を包含係数(k)で除した,次の式(C.12)によって求める。

U

k

u

×

1

cal

(C.12)

b)

ロードセル使用時の温度変動による相対標準不確かさ

  必要な場合は,力計測器を校正している間の

温度変動の影響を不確かさ成分として見積もる。温度変動の相対標準不確かさ(u

tmp

)は,温度が一様に

ドリフトするものと仮定してく(矩)形分布を適用し,次の式(C.13)によって求める。

2

3

tmp

t

K

u

Δ

×

(C.13)

ここに,  K:  力計の 1 ℃当たりの温度係数

c)

ロードセルの長期不安定さによる相対標準不確かさ

  ロードセルの校正を繰り返して実施したとき

の出力感度の変動による影響を不確かさ成分として,必要に応じて見積もる。長期不安定さの相対標

準不確かさ(u

instb

)は,回の校正値 X

i

が正規分布すると仮定して,次の式(C.14)によって求める。

100

1

1

1

2

instb

×



n

i

i

X

X

X

n

u

(C.14)


18

B 7602

:2009

   

d)

相対合成標準不確かさ

  参照値の相対合成標準不確かさは,次の式(C.15)によって求める。

2

instb

2

tmp

2

cal

cal

c

std

u

u

u

u

u

(C.15)

C.2.8 

校正結果の相対合成標準不確かさ  (u

c FG

力計の校正結果の相対合成標準不確かさは,

C.2.2

C.2.6

で計算したすべての標準不確かさを合成した,

次の式(C.16)によって求める。

2

res

2

rev

2

zer

2

eq

2

rep

FG

c

u

u

u

u

u

u

(C.16)

C.2.9 

校正結果の相対拡張不確かさ  (U

FG

)

力計の校正結果の相対拡張不確かさは,

C.2.7

及び

C.2.8

で計算の相対合成標準不確かさに包含係数を乗

じた,次の式(C.17)によって求める。この場合の包含係数は,k=2 とすることを推奨する。

2

std

2

FG

c

2

std

2

FG

c

FG

2

u

u

u

u

k

U

×

×

(C.17)

C.3 

計算例 

C.3.1 

内挿校正式をもつ力計 

参照標準器として力基準機を用いて校正した F

c

=50 kN の力計の計算例を,次に示す。

a) 

測定データ

測定データは,

表 C.1

による。

表 C.1

力計の測定データ

 1st

2nd

3rd

力計の出力値 (mV/V)

力計の出力値 (mV/V)

力計の出力値 (mV/V)

増加

減少

増加

減少

増加

減少

試験力

(kN)

X X ' X X ' X X 

0

0.000 00

0.000 05

0.000 00

0.000 04

0.000 00

0.000 04

10

0.400 46

0.400 94

0.400 54

− 0.400

52

20

0.798 52

0.799 01

0.798 58

− 0.798

58

30

1.198 32

1.198 70

1.198 42

− 1.198

4 −

40

1.598 52

1.598 74

1.598 56

− 1.598

52

50 1.998

58  − 1.998

56

− 1.998

56

温度(℃) 20.2

20.2

20.2

湿度(%) 45.5

45.5

45.5

気圧(hPa)

1 007

1 007

1 007

注記  分解能:    0.000 03 mV/V

b) 

参照標準器に関する不確かさ

校正に使用した力基準機の相対標準不確かさは,次の式によって求め

る。

5

008

.

0

2

0.017

cal

std

k

U

u

u

c) 

力計に関する不確かさ 

1)

繰返し性の相対標準不確かさ  (u

rep

)

試験力が 10 kN について,次の式によって求める。


19

B 7602

:2009

(

)

(

) (

(

)

0

006

.

0

507

400

.

0

100

2

507

400

.

0

52

400

.

0

507

400

.

0

54

400

.

0

507

400

.

0

46

400

.

0

3

1

100

1

1

1

2

2

2

1

2

rep

×

×

×

×

×

X

X

X

n

n

u

n

i

i

2)

内挿誤差の相対標準不確かさ  (u

eq

)

内挿誤差の相対標準不確かさを計算する前に,相対内挿誤差を

計算する。測定結果を基に最小二乗法で推定した内挿校正式を,次に示す。

−  力 F(N)から出力値 X

a

 (mV/V)を算出

X

a

A

0

A

1

×FA

2

×F

2

A

3

×F

3

係数

力の増加

力の減少

A

0

= 4.869

366E−03 3.904

057E−03

A

1

= 3.940

588E−02 3.954

640E−02

A

2

= 1.721

706E−05 1.285

736E−05

A

3

−1.572 279E−07

−1.183 351E−07

−  出力値 X(mV/V)から力 F(N)を算出

FB

0

B

1

×XB

2

×X

2

B

3

×X

3

係数

力の増加

力の減少

B

0

−1.223 328E−01

−9.804 076E−02

B

1

= 2.537

321E+01 2.528

483E+01

B

2

−2.707 034E−01

−2.020 505E−01

B

3

= 6.187

117E−02 4.653

240E−02

試験力が 10 kN  の相対内挿誤差は,次の結果になる。

5

003

.

0

100

7

492

400

.

0

7

492

400

.

0

7

506

400

.

0

100

a

a

c

×

×

X

X

X

f

これらから,試験力が

10 kN

の内挿誤差の相対標準不確かさは,次の結果になる。

7

000

.

0

2

5

003

.

0

6

1

2

6

1

c

eq

×

×

f

u

3) 

ゼロ誤差の相対標準不確かさ  (u

zer

)

  ゼロ誤差の相対標準不確かさを計算する前に,相対ゼロ誤差

を計算する。

2

002

.

0

100

567

998

.

1

0

043

000

.

0

100

N

0

f

0

×

×

X

i

i

f

6

000

.

0

2

2

0.002

3

1

2

3

1

0

zer

×

×

f

u


20

B 7602

:2009

   

4) 

往復誤差の相対標準不確かさ  (u

rev

)

  往復誤差の相対標準不確かさを計算する前に,相対往復誤差

を計算する。試験力が

10 kN

の相対往復誤差は,次の結果になる。

1

108

.

0

100

507

400

.

0

507

400

.

0

94

400

.

0

100

'

×

×

X

X

X

v

2

031

.

0

2

1

108

.

0

3

1

2

3

1

rev

×

×

v

u

5) 

分解能の相対標準不確かさ  (u

res

)

  分解能の相対標準不確かさを計算する前に,相対分解能を計算

する。試験力が

10 kN

の相対分解能は,次の結果になる。



F

r

a

5

007

.

0

100

507

400

.

0

03

000

.

0

100

×

×

2

002

.

0

2

5

007

.

0

3

1

2

3

1

res

×

×

a

u

6) 

相対合成標準不確かさ  (u

c FG

)

  試験力が

10 kN

の場合,力計の校正に伴う相対合成標準不確かさ

u

c FG

は,次のように合成する。

9

031

.

0

2

002

.

0

2

031

.

0

6

000

.

0

7

000

.

0

0

006

.

0

2

2

2

2

2

2

res

2

rev

2

zer

2

eq

2

rep

FG

c

u

u

u

u

u

u

7) 

校正結果の相対拡張不確かさ  (U

FG

)

  参照値の合成標準不確かさ

u

std

及び力計の校正に伴う合成標

準不確かさ

u

c FG

から,校正結果に関する相対拡張不確かさ

U

FG

を次の式によって求める。

なお,包含係数

k

には

k

2

(信頼水準:

95

%)を用いた。

0

066

.

0

9

031

.

0

5

008

.

0

2

2

2

FG

c

2
std

FG

u

u

k

U

×

表 C.2−相対誤差及び相対不確かさの計算結果 

相対誤差

試験力

kN

繰返し性

(%)

ゼロ

f

0

(%)

内挿

f

c

(%)

往復

(%)

相対分解能

(%)

10 0.02 0.00

0.00

0.108

0.01

20 0.01 0.00

−0.01

0.056

0.00

30 0.01 0.00

0.01

0.027

0.00

40 0.00 0.00

0.00

0.013

0.00

50 0.00 0.00

0.00

− 0.00


21

B 7602

:2009

表 C.2−相対誤差及び相対不確かさの計算結果(続き) 

標準不確かさ

試験力

(kN)

繰返し性

u

rep

内挿

u

eq

ゼロ

u

zer

往復

u

rev

分解能

u

res

合成標準
不確かさ

u

c FG

力基準機
の標準不

確かさ

u

std

拡張不確

かさ

(k=2)

U

FG

10

0.006 0

0.000 7  0.000 6

0.031 2

0.002 2

0.031 9

0.008 5

0.066 0

20 0.002

5

−0.001 4

0.000 6

0.016 3

0.001 1

0.016 6

0.008 5

0.037 3

30

0.002 5

0.001 4  0.000 6

0.007 7

0.000 7

0.008 3

0.008 5

0.023 8

40 0.000

8

−0.000 7

0.000 6

0.003 7

0.000 5

0.003 9

0.008 5

0.018 7

50

0.000 3

0.000 1  0.000 6

0.000 4

0.000 8

0.008 5

0.017 1

C.3.2 

力の単位で表示する力計 

参照標準器としておもりを用いて校正した

F

c

500 N

の力計の計算例を,次に示す。

a) 

測定データ  測定データは,表 C.3 による。 

表 C.3−力計の測定データ

1st  2nd  3rd

試験力(N)

力指示計の指示値

(N)

力指示計の指示値

(N)

力指示計の指示値

(N)

増加

減少

増加

減少

増加

減少

増加

減少

おもりの

質量

(kg)

F

i

 

F

i

' F F' F F' F F' 

0

0.000 0

0.000 0

0.0

0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

10

97.961 1

97.961 1

98.0

97.9

98.0

− 98.0

20  195.922 3  195.922 3

196.4

196.3

196.4

196.4

30  293.883 4  293.883 4

294.5

294.4

294.6

294.5

40  391.844 5  391.844 5

393.0

392.9

393.0

393.0

50 489.805

7  − 491.2

− 491.3 −

491.2

温度  (℃)

19.3 19.3 19.3

湿度  (%)

57.8 57.8 57.8

気圧  (hPa)

1 004

1 004

1 004

表 C.3 において,おもりによる真の力は,力発生の定義式によって,例えば,

10 kg

のおもりによっ

て発生する力

(F)

は,次の式によって求める。

961

.

97

910

7

2

.

1

1

6

797

.

9

10

1

m

air

L

⎟⎟

⎜⎜

×

×

⎟⎟

⎜⎜

×

×

ρ

ρ

m

F

g

 (N)

b) 

参照標準器に関する不確かさ 

1) 

おもりの質量校正値の相対標準不確かさ  (u

wcal

)

  校正に使用した質量値が

5 kg

のおもりの拡張不確

かさは,校正証明書からの値の±

250 mg

である。したがって,最初の試験力を発生させるために使

用するおもりの質量合計値の相対標準不確かさは,次の式によって求める。

5

002

.

0

100

000

10

0.250

100

000

5

000

5

2

0.250

250

.

0

100

2

1

1

tra

wcal

×

×

×

n

i

i

n

i

m

U

u

  (%)

2) 

空気浮力補正の不確かさ  省略する。 


22

B 7602

:2009

   

3) 

重力加速度の推定値の標準不確かさ  (u

g

)

  国土地理院のホームページから得た校正実施場所の重

力加速度の推定値は,9.797 6 m/s

2

である。したがって,推定値の相対標準不確かさは,次の式によ

って求める。

295

000

.

0

6

797

.

9

100

2

1

000

.

0

3

1

100

2

3

1

L

L

g

×

×

×

Δ

×

g

g

u

4) 

参照値の相対合成標準不確かさ  (u

std 

)

  参照値の相対合成標準不確かさ u

std

は,次の式によって求め

る。

5

002

.

0

3

000

.

0

5

002

.

0

2

2

2

g

2

wcal

std

u

u

u

c) 

力計に関する不確かさ 

1) 

繰返し性の相対標準不確かさ  (u

rep

)

  試験力が 97.961 N(表す量:100 N)について,次の式によっ

て求める。

(

)

(

) (

) (

)

000

.

0

98.0

100

2

0

.

98

0

.

98

0

.

98

0

.

98

0

.

98

0

.

98

3

1

100

1

1

1

2

2

2

1

2

rep

×

×

×

×

×

=

F

F

F

n

n

u

n

i

i

2) 

ゼロ誤差の相対標準不確かさ  (u

zer

)

  ゼロ誤差の相対標準不確かさを計算する前に,相対ゼロ誤差

を計算する。

00

.

0

100

23

.

491

0

0

100

N

0

f

0

×

×

X

i

i

f

00

.

0

2

0.00

3

1

2

3

1

0

zer

= 

×

×

f

u

3) 

往復誤差の相対標準不確かさ  (u

rev

)

  往復誤差の相対標準不確かさを計算する前に,相対往復誤差

を計算する。試験力が 97.961 N(表す量:100 N)の相対往復誤差は,次の結果になる。

102

.

0

100

0

.

98

0

.

98

9

.

97

100

×

×

X

X

X'

v

5

029

.

0

2

0.102

3

1

2

3

1

rev

= 

×

×

v

u

4) 

分解能の相対標準不確かさ(u

res

)

分解能の相対標準不確かさを計算する前に,相対分解能を計算す

る。実際に加えた試験力は 97.961 N であるが,校正を行う表す量は 100 N なので相対分解能には,

表す量の 100 N を使用して次の結果になる。

10

.

0

100

100

1

.

0

100

×

×

F

r

a


23

B 7602

:2009

9

028

.

0

3

05

.

0

2

10

.

0

3

1

2

3

1

res

×

×

a

u

5) 

相対合成標準不確かさ  (u

c FG

)

試験力が 97.961 N(表す量:100 N)の場合,力計の校正に伴う相

対合成標準不確かさ u

c FG

は,次の式によって求める。

2

041

.

0

9

028

.

0

4

029

.

0

000

.

0

000

.

0

2

2

2

2

2

res

2

rev

2

zer

2

rep

FG

c

u

u

u

u

u

6) 

校正結果の相対拡張不確かさ  (U

FG

)

参照値の合成標準不確かさ u

std

及び力計の校正に伴う合成標

準不確かさ u

c FG

から,校正結果に関する相対拡張不確かさ U

FG

を次の式によって求める。

なお,包含係数 には k=2(信頼水準:95  %)を用いた。

083

.

0

6

082

.

0

2

0.041

5

002

.

0

2

2

2

2

FG

c

2

std

FG

×

×

u

u

k

U

表 C.4

相対誤差及び相対不確かさの計算結果

相対誤差

試験力

(N)

指示

(%)

繰返し性

(%)

ゼロ

f

0

(%)

往復

(%)

相対

分解能

(%)

100 0.04 0.00

0.00

0.102

0.10

200 0.24 0.00

0.00

0.051

0.05

300 0.22 0.03

0.00

0.034

0.03

400 0.29 0.00

0.00

0.025

0.03

500 0.29 0.02

0.00

− 0.02

標準不確かさ

試験力

(N)

繰返し性

u

rep

ゼロ

u

zer

往復

u

rev

分解能

u

res

合成標準

不確かさ

u

c_FG

参照値の
合成標準

不確かさ

u

std

拡張不確

かさ

(k=2)

U

FG

100 0.000

0

0.000 0

0.029 5

0.028 9

0.041 2

0.002 5

0.082 6

200 0.000

0

0.000 0

0.014 7

0.014 4

0.020 6

0.002 5

0.041 5

300 0.011

3

0.000 0

0.009 8

0.009 6

0.017 8

0.002 5

0.036 0

400 0.000

0

0.000 0

0.007 3

0.007 2

0.010 3

0.002 5

0.021 2

500 0.006

8

0.000 0

0.005 8

0.008 9

0.002 5

0.018 5

参考文献  OIML R 111-1

:2004,Weights of classes E

1

, E

2

, F

1

, F

2

, M

1

, M

1-2

, M

2

, M

2-3

 and M

3

 Part 1: Metrological

and technical requirements