Применение физико- математической модели процесса измерений крутящего момента силы для формирования технических требований к конструкции эталонной установки

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) от 6 сентября 2024 года № 2152 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений крутящего момента силы» регламентирует передачу единицы без использования эталонов, заимствованных из других поверочных схем, только в диапазоне до 20 кН · м. Однако современная эталонная база в Российской Федерации до настоящего времени не обеспечивала воспроизведение единицы крутящего момента силы в области значений, превышающих 20 кН · м.
Со стороны науки и промышленности существует очевидный запрос на расширение возможностей обеспечения единства измерений в области больших значений единицы крутящего момента силы, что требует создания доказательной основы для установления требований к конструкции эталонной установки для воспроизведения единицы крутящего момента силы в области больших значений.
Цель представленного в статье исследования –  обосновать профессиональному сообществу возможности применения физико- математической модели процесса измерений крутящего момента силы для формирования технических требований к конструкции эталонной установки.
С помощью компьютерного моделирования проведен анализ влияния составляющих и определены предельные значения неопределенности их определения, обеспечивающих целевые показатели точности эталонной установки. Проведен анализ неопределенности воспроизведения крутящего момента силы эталонной установкой с использованием физико- математической модели процесса измерений статического крутящего момента силы.
В результате проведено ранжирование составляющих неопределенности по степени влияния на результат измерений. Выявлены составляющие, требующие применения специальных технических решений. Определены технические требования к конструкции эталонной установки.Полученные результаты могут быть использованы при проектировании компонентов эталонной установки, а именно –  для определения требований к изготовлению деталей, выбору материалов и формированию уравнения измерений эталонной установки.

1. 200 kN⋅m torque standard machine / T. Li [et al.] // IET Conference Proceedings. 2022. Vol. 2022, № 18. P. 390–394. https://doi.org/10.1049/icp.2022.3255

2. Design technology and evaluation of high precision and large torque standard machine / L. Tao [et al.] // Measurement: Sensors. 2025. Vol. 38. P. 101386. https://doi.org/10.1016/j.measen.2024.101386

3. Study on reference torque wrench tested by deadweight torque standard machine / H. Cheng [et al.] // IMEKO 24th TC3, 14th TC5, 6th TC16 and 5th TC22 International Conference, Cavtat-Dubrovnik, 11–13 October 2022 / IMEKO. Cavtat-Dubrovnik : IMEKO, 2022. https://www.imeko.org/publications/tc3-2022/IMEKO-TC3-2022-060.pdf

4. Khaled K. M., Abdulhakim M. Design and evaluation of a 100 kN⋅m multi-function torque standard machine // MAPAN-Journal of Metrology Society of India. 2024. Vol. 39, № 2. P. 243–252. https://doi.org/10.1007/s12647-023-00675-5

5. Applicability of torque calibration on test benches for electrical machines / Z. Song [et al.] // IMEKO 24th TC3, 14th TC5, 6th TC16 and 5th TC22 International Conference, Cavtat-Dubrovnik, 11–13 October 2022 / IMEKO. Cavtat-Dubrovnik : IMEKO, 2022. https://doi.org/10.21014/tc3-2022.068.

6. A multifunctional reference torque standard machine / W. Yi [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. 2023. Conf. Ser. 2724 012048. P. 012048. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2724/1/012048

7. Kim M. Design of a new dual-mode torque standard machine using the principle of the kibble balance // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2021. Vol. 70. P. 1005207. https://doi.org/10.1109/TIM.2021.3060574

8. Иванчура В. А., Медведевских С. В., Сулаберидзе В. Ш. Физикоматематическая модель процесса измерений крутящего момента силы // Измерительная техника. 2025. Т. 74, № 6. С. 42–47. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2025-6-42-47