[發明專利]靜力平衡力標準裝置及靜力平衡測量方法

有效

• 申請號: 201210042884.8
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN102589660A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 徐尹杰;唐純謙;唐韻
• 申請（專利權）人: 中國測試技術研究院力學研究所
• 主分類號: G01G1/28
• 分類號: G01G1/28;G01G23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及力值或質量計量標準裝置，尤其是力標準裝置(或力標準機)，屬于計量測試技術領域。

背景技術

目前，現有的靜重式力標準機的最小量程為10N，力標準機的第一級載荷受制于力反向器及砝碼吊掛的質量，其量程范圍有限，在微、小力值段內，由于尺寸和剛度因素，力反向器及砝碼吊掛的質量很難控制，力值的復現性較差，因此小于10N的微、小力值還沒有相應量值傳遞的計量標準，計量檢測機構一般采用人工加掛砝碼的方式實現量值傳遞，其影響因素較多，傳遞精度難以保證。

發明內容

靜力平衡力標準裝置，包括機架、力反向器、砝碼吊掛、砝碼、砝碼加載裝置、被校傳感器；力反向器與機架之間設有靜力平衡裝置；該裝置由微位移驅動器，傳感器和柔性連接器組成，柔性連接器下端與力反向器連接、上端與傳感器連接；傳感器與位于機架上的微位移驅動器連接。

靜力平衡測量方法，測量步驟如下：

A.在對被校傳感器加載前，記錄傳感器的示值F₀(力反向器及砝碼吊掛的重力示值)，柔性連接器伸長量為Δx₀；

B.驅動砝碼加載裝置加載第一級砝碼于砝碼吊掛，傳感器的示值變化為F′₀，柔性連接器伸長量變為Δx′₀，此時：

F′₁+F′₀＝F₀+F₁????(a)

(式中：F₁為第一級砝碼重力值，F′₁為被檢傳感器示值)；

C.驅動微位移驅動器，以傳感器的示值為標準調整柔性連接器的變形量恢復到Δx₀，即傳感器的示值恢復到F₀，此時F′₀＝F₀，則式(a)變為：

F′₁＝F₁????????????(b)

由式(b)得出被檢傳感器示值為第一級砝碼重力值F₁；第二、三、…n級砝碼的重力值F₂、F₃…Fn以此類推。

本發明的有益效果是，克服了傳統靜重式力標準機的量程范圍受力反向器和砝碼吊掛重力的限制，能夠有效地擴展現有小力值計量標準量程的下限，可擴展至＜1N，且控制方法和過程簡單易行，力值復現性好、計量準確度高。

附圖說明

圖1是本發明總體結構示意圖；

圖2是本發明靜力平衡狀態(加載砝瑪前)示意圖；

圖3是本發明靜力平衡狀態(加載砝瑪后)示意圖；

圖4是本發明靜力平衡狀態(靜力平衡后)示意圖。

圖中零部件及編號：

1-機架，2-力反向器，3-砝碼吊掛，4-砝碼，5-砝碼加載裝置，

6-被校傳感器，7-微位移驅動器，8-傳感器，9-柔性連接器。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進一步說明。

靜力平衡力標準裝置：

參見圖1，包括機架1、力反向器2、砝碼吊掛3、砝碼4、砝碼加載裝置5、被校傳感器6；力反向器與機架1之間設有靜力平衡裝置；該裝置由微位移驅動器7，傳感器8和柔性連接器9組成，柔性連接器9下端與力反向器2連接、上端與傳感器8連接；傳感器8與位于機架1上的微位移驅動器7連接。

在傳統的靜重式力標準機中設置了一套由微位移驅動器7、傳感器8和柔性連接器9組成的靜力平衡裝置，相對于傳統力標準機，該裝置可平衡力反向器2和砝碼吊掛3的重力，力標準裝置第一級負荷為砝碼4，其量程范圍不受力反向器2及砝碼吊掛3的限制。

在裝置工作前，力反向器2和砝碼吊掛3通過柔性連接器9與傳感器8連接，傳感器8可通過微位移驅動器7作垂直運動，傳感器8可精確測量出力反向器2和砝碼吊掛3的重力F₀，以此為基礎，在工作時，力反向器2和砝碼吊掛3在加、卸砝碼4時，傳感器8受力會產生變形，柔性連接器9也會產生顯著變形，通過驅動調整微位移驅動器7，使傳感器8的示值精確復現F₀，即可認為力反向器和砝碼吊掛的重力被靜力平衡裝置所平衡，實現了施加到被校傳感器的第一級載荷為砝碼重力，與力反向器2和砝碼吊掛3重力無關聯的傳遞過程。