[發(fā)明專利]一種提高機械式天平再位性的結(jié)構(gòu)及方法

有效

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• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102506979A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王小三;李廷元;趙寶瑞;倪懷生
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天計量測試技術(shù)研究所;中國運載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號: G01G21/02
• 分類號: G01G21/02
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 莫丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于質(zhì)量計量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于機械式天平的提高機械式天平再位性的結(jié)構(gòu)及方法。

背景技術(shù)

機械式天平在我國有悠久的歷史，它基于杠桿及杠桿平衡原理制造。所謂杠桿是指在外力作用下能繞固定軸轉(zhuǎn)動的物體，杠桿平衡原理是指杠桿平衡時，作用于杠桿上的所有外力對轉(zhuǎn)軸力矩之和為零。

一臺合格的機械天平，應(yīng)具有穩(wěn)定性、正確性、靈敏性和不變性四大計量特性。穩(wěn)定性是指天平在受到擾動后，能夠自動回到它們的初始平衡位置的能力；正確性是指橫梁的左、右兩臂長度具有正確固定的比值；靈敏性是指天平能覺察出放在秤盤上的物體質(zhì)量改變量的能力；不變性是指在相同條件下，多次測量同一物體，所得結(jié)果的一致性程度。

對于機械天平來說，橫梁就是杠桿，其支點就是固定軸，由于一直以來，機械天平的支點都是采用刀子刀承的結(jié)構(gòu)，示意圖如圖1所示，即在立柱4上加裝刀子3，使橫梁1及固定在橫梁1上的刀座2自由放置在刀子3上。工作時，刀子與刀承之間線接觸，當天平橫梁兩端存在不平衡力矩時，橫梁可繞刀子刀承之間的接觸線旋轉(zhuǎn)。如果刀子刀承之間的接觸位置發(fā)生改變，會影響杠桿的臂比，那么杠桿的基本原理就受到破壞，這種破壞在專業(yè)術(shù)語上稱為“再位性”差，“再位性”差的天平，其計量特性必然受到較大的影響。

為消除機械天平的“再位性”誤差，需要采用一種全新的結(jié)構(gòu)替代刀子刀承，固定天平的支點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種提高機械式天平再位性的全新結(jié)構(gòu)及方法，其以固定支點替代機械天平的刀子刀承支承方式，消除其“再位性”誤差。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案：一種提高機械式天平再位性的結(jié)構(gòu)，其包括一個固定橫梁，固定橫梁固定在橫梁底座上方，橫梁底座的兩端對稱位置處分別固定連接一個橫梁懸掛吊簧的下端，這兩個橫梁懸掛吊簧的上端分別固定連接在吊簧支座頂端兩側(cè)對稱設(shè)置的突起上；每片橫梁懸掛吊簧的兩側(cè)中心對稱位置處均帶有一個凹槽，兩片橫梁懸掛吊簧的凹槽的軸線即為固定橫梁的旋轉(zhuǎn)軸線。

如上所述的一種提高機械式天平再位性的結(jié)構(gòu)，其所述的固定橫梁結(jié)構(gòu)為長方形或扇形，固定橫梁的底部中心開有一個凹槽，橫梁底座中心處帶有的突出部位恰好嵌入固定橫梁的底部中心凹槽內(nèi)，并通過螺釘穿過橫梁底座和固定橫梁，將橫梁底座和固定橫梁緊固。

如上所述的一種提高機械式天平再位性的結(jié)構(gòu)，其所述的吊簧支座的頂端開有凹槽，在該凹槽的兩側(cè)對稱位置處延伸出一個突起，兩片橫梁懸掛吊簧的上端就分別通過螺釘固定連接在這些突起上；橫梁底座的底端與吊簧支座的凹槽端面距有一定間隙。

如上所述的一種提高機械式天平再位性的結(jié)構(gòu)，其所述的橫梁懸掛吊簧為鈹青銅材料制成，固定橫梁為銦鋼材料制成。

本發(fā)明所述的一種提高機械式天平再位性的方法，其包括如下步驟：

(a)采用固定形式的固定橫梁，將固定橫梁固定在橫梁底座上方；

(b)在橫梁底座的兩端對稱位置處分別固定連接一個橫梁懸掛吊簧的下端，這兩個橫梁懸掛吊簧的上端分別固定連接在吊簧支座頂端兩側(cè)對稱設(shè)置的突起上；每片橫梁懸掛吊簧的兩側(cè)中心對稱位置處均帶有一個凹槽；

(c)進行位置調(diào)試，直到固定橫梁的旋轉(zhuǎn)軸線為兩片橫梁懸掛吊簧的凹槽的軸線。

如上所述的一種提高機械式天平再位性的方法，其步驟(b)中所述的吊簧支座的頂端開有凹槽，在該凹槽的兩側(cè)對稱位置處延伸出一個突起，兩片橫梁懸掛吊簧的上端就分別通過螺釘固定連接在這些突起上；橫梁底座的底端與吊簧支座的凹槽端面距有一定間隙。

如上所述的一種提高機械式天平再位性的方法，其步驟(a)中所述的固定橫梁的底部中心開有一個凹槽，橫梁底座中心處帶有的突出部位恰好嵌入固定橫梁的底部中心凹槽內(nèi)，并通過螺釘穿過橫梁底座和固定橫梁，將橫梁底座和固定橫梁緊固。

如上所述的一種提高機械式天平再位性的結(jié)構(gòu)，其所述的橫梁懸掛吊簧為鈹青銅材料制成，固定橫梁為銦鋼材料制成。

本發(fā)明的效果在于：本發(fā)明提供一種提高機械式天平再位性的全新結(jié)構(gòu)及方法，采用了固定杠桿支點的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計，以二力桿懸掛結(jié)構(gòu)替代刀子刀承自由支撐結(jié)構(gòu)，即橫梁底座固定、橫梁懸掛吊簧為受拉二力桿，在靜力稱量過程中，兩片橫梁懸掛吊簧的凹槽的軸線位置不變，即橫梁旋轉(zhuǎn)中心的位置不變，天平的再位性誤差得到消除。

附圖說明

圖1為機械天平結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述的機械天平結(jié)構(gòu)主視圖；

圖3為本發(fā)明所述的機械天平結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；；

圖4為橫梁結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為橫梁底座結(jié)構(gòu)示意圖；