[發明專利]用于天平微力矩校準儀的恒矩結構

有效

• 申請號: 201110325460.8
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102435390A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 王小三;梅紅偉;孫鳳舉;趙寶瑞;倪懷生
• 申請（專利權）人: 北京航天計量測試技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 莫丹

技術領域

本發明屬于力矩計量技術領域，具體涉及一種應用于天平微力矩校準儀的恒矩結構。

背景技術

天平微力矩校準儀采用刀子刀承支承等臂杠桿，在杠桿兩端設置力矩器，由力矩器的輸出(力)與等臂杠桿臂長(矩)的乘積給出校準力矩值。

天平微力矩校準儀采用等臂杠桿的主要原因有兩點：①可在同一臺設備，同一安裝方式下，先后校準順時針和逆時針方向的力矩；②可消除力臂引入的對支點的力矩。

采用等臂杠桿結構的天平式微力矩校準儀，存在一項系統誤差：天平式微力矩校準儀的基礎是天平，天平測量的量是質量，只要在稱量過程中天平臂比保持不變，橫梁發生偏轉就不會影響天平的性能。采用天平原理校準力矩時，天平橫梁長度參與力矩計算。橫梁發生偏轉后，與秤盤懸掛系統之間的角度發生變化，則產生力矩的力臂的大小發生改變，改變量和橫梁偏轉的角度有關，如示意圖1所示，當天平橫梁發生偏轉時，用于計算力矩的力臂大小發生改變，由l₂變為l₁。在最終計算力矩值時，由于杠桿臂長只能采用事先賦予橫梁的值，且橫梁偏轉的角度無法測量，理論上，力矩值存在系統誤差，且不易消除。

在對微小力矩進行校準時，為提高校準結果的準確度等級，必須在力值準確的前提下，消除上述杠桿臂長不確定性引入的系統誤差。

發明內容

本發明的目的是提供一種確保天平微力矩校準儀的臂長不受橫梁旋轉影響的恒矩結構。

實現本發明目的技術方案：一種用于天平微力矩校準儀的恒矩結構，其包括扇形的橫梁，在橫梁的底部中心處開有凹槽，在凹槽的端面中心處帶有一個倒三角形的突起，該倒三角的突起頂點位于橫梁的中心線上，既為橫梁的旋轉中心，也是橫梁中刀刀刃；橫梁中刀刀刃與扇形橫梁圓心重合；橫梁中刀刀刃放置在立柱頂端中心處；相同的兩個秤盤吊臂分別通過緊固件固定在橫梁兩側相對稱位置處；所述的橫梁的扇形圓心角θ值范圍為：180°+1.1α≤θ≤180°+1.15α，其中α為天平微力矩校準儀橫梁的最大旋轉角度。

如上所述的一種用于天平微力矩校準儀的恒矩結構，其所述的相同的兩個秤盤吊臂分別由壓緊塊壓緊，并通過螺釘固定在橫梁兩側相對稱位置處。

如上所述的一種用于天平微力矩校準儀的恒矩結構，其所述的秤盤吊臂采用柔性材料制成；所述的扇形橫梁為銦鋼材料制成。

本發明的效果在于：本發明針對現有結構存在的問題，以確保天平微力矩校準儀的臂長不受橫梁旋轉的影響為目的，對力臂結構和懸掛系統進行了創新設計。采用本發明所述的力臂及懸掛系統，可確保在橫梁旋轉的情況下，力臂保持不變，即天平微力矩校準儀的臂長不受橫梁旋轉的影響。

附圖說明

圖1為橫梁偏轉影響力臂大小示意圖；(圖中實線代表橫梁初始位置，虛線代表橫梁旋轉后的位置)

圖2為本發明所述的一種恒矩結構示意圖；

圖3為橫梁旋轉力臂不變示意圖；(圖中實線代表橫梁初始位置，虛線代表橫梁旋轉后的位置)

圖4為橫梁結構示意圖；

圖5為秤盤吊臂結構示意圖；

圖中：1-橫梁；2-螺釘；3-壓緊塊；4-橫梁中刀刀刃；5-立柱；6-秤盤吊臂。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明所述的一種用于天平微力矩校準儀的恒矩結構作進一步描述。

如圖2所示，本發明所述的一種應用于天平式微力矩校準儀的恒矩結構主要包括橫梁1、螺釘2、壓緊塊3、立柱5、秤盤吊臂6等。

其中，橫梁1為扇形，在橫梁1的底部中心處開有凹槽，在凹槽的端面中心處帶有一個倒三角形的突起，該倒三角的突起頂點位于橫梁1的中心線上，既為橫梁的旋轉中心，也是橫梁中刀刀刃4。橫梁中刀刀刃4與扇形橫梁1圓心重合。橫梁中刀刀刃4放置在立柱5頂端中心處。相同的兩個秤盤吊臂6分別由壓緊塊3壓緊，并通過螺釘2固定在橫梁1兩側相對稱位置處。

如圖4所示，橫梁1的扇形圓心角θ值范圍為：

180°+1.1α≤θ≤180°+1.15α，

其中α為天平微力矩校準儀橫梁的最大旋轉角度。

例如α＝2°，則θ值范圍為182.2°或182.3°。

如圖5所示，秤盤吊臂6的長度及厚度的確定應根據載荷的大小，選擇原則有兩條：一是能承受相應的載荷；二是秤盤吊臂的必須與扇形橫梁貼合良好。本發明中秤盤吊臂6采用柔性材料制成(例如塞尺)；扇形橫梁1可為銦鋼材料制成。

如圖3所示，采用本發明所述的恒矩結構，可確保在橫梁1旋轉的情況下，力臂R保持不變，即天平微力矩校準儀的臂長不受橫梁旋轉的影響。圖3中實線代表橫梁初始位置，虛線代表橫梁旋轉后的位置，旋轉前后力臂R值相等。而圖1中，現有天平微力矩校準儀采用刀子刀承支承等臂杠桿，旋轉前后力臂l值不相等(l2＞l1)。