[發明專利]微牛/納牛級超微力值測量裝置及力值溯源方法

無效

• 申請號: 200810053829.2
• 申請日: 2008-07-11
• 公開（公告）號: CN101319980A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 齊永岳;林玉池;趙美蓉;付魯華;黃銀國;宋樂
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N13/16
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 江鎮華

1.一種微牛/納牛級超微力值測量裝置，包括杠桿，杠桿的一端為承載盤，另一端懸掛有彈簧，彈簧未連接杠桿的一端固定有內電極，所述內電極的上部設置有限制其沿中心對稱軸以外的運動自由度的機構，下部為圓筒形，在所述內電極下部外面套有外電極，所述外電極為與所述內電極的下部圓筒形同軸的圓筒形，其內徑大于所述內電極下部圓筒形的外徑，在所述外電極的與套有內電極一端相對的另一端設置有用于測量內電極位移量的激光干涉儀，所述測量裝置還帶有平衡位置定位裝置，所述平衡位置定位裝置由兩個探針構成，第一探針固定在內電極上并垂直于內電極下部圓筒的中軸線，第二探針設置在靠近第一探針平衡位置的位置，當所述的第一探針處于平衡位置時，兩個探針之間存在氣隙。

2.一種使用權利要求1所述的測量裝置進行力值溯源的方法，包括下列步驟：

步驟一：以稱重零點位置為中心，使固定懸掛彈簧的杠桿一端進行位移掃描，記錄掃描過程中的內電極與外電極之間的電容量變化，計算稱重零點位置的電容梯度值；

步驟二：在內電極與外電極構成的電容的兩極板間施加偏壓，使杠桿處于平衡狀態；

步驟三：將具有一定標稱值的盡可能小的標準砝碼放置在杠桿另一端的承載盤上，那么杠桿懸掛彈簧的一端將偏離平衡位置，調節兩電極間的電壓使杠桿恢復平衡狀態，根據此時電壓值和公式以及根據步驟一所得到的電容梯度值，計算靜電力值，式中，F為力值，U為此時的電壓值，dC/dz為稱重零點位置的電容梯度值；

重復步驟三一次以上，得到兩組以上不同標稱值的標準砝碼自重力值及與其所對應的靜電力值，通過擬合得出靜電力與標準砝碼體現的自重力的關系曲線，再把曲線向更小力值方向延伸，實現超微力值的溯源。