[發明專利]微小力值測力儀壓向力計量裝置

有效

• 申請號: 201510580768.5
• 申請日: 2015-09-14
• 公開（公告）號: CN105092148B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 袁立新;齊磊;童棣;袁超
• 申請（專利權）人: 江西洪都航空工業集團有限責任公司
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本發明涉及一種微小力值測力儀壓向力計量裝置，屬于計量裝置技術領域。

背景技術

在這里我們所定義的微小力值測力儀，是指力值測量范圍為2mN~10N的測力儀，以下稱之為“微小力值測力儀”。微小力值測力儀計量裝置（拉向）就是用來計量微小力值測力儀的檢定裝置，以保證微小力值測力儀計量示值準確度，符合力值計量要求。

目前，國內尚未開展微小力值測力儀的計量量值傳遞工作。JJG2045—2010《力值（≤1MN）計量器具國家計量檢定系統表》中只規定了10N以上力值計量器具的量傳溯源關系。對于10N以下測量范圍力值計量器具量值傳遞關系還屬于空白。國防軍工計量也沒有開展10N以下力值計量器具的量值傳遞。隨著科技發展，傳感器技術日益成熟，以傳感器為媒介的微小力值測力儀的運用越來越廣泛。針對微小力值測力儀的運用增多，人們也在探索其相關計量檢定方法。以前檢定微小力值測力儀壓向力，是在微小力值測力儀上直接加砝碼，但是，自重直接加砝碼方法有兩點缺陷：1.由于微小力值測力儀最小檢定點為2mN，如果直接加砝碼，支撐砝碼的托盤本身有自重，自重遠大于2mN，難以實現測力儀從起始點開始加載檢定的目的；2.直接加載到托盤上的砝碼產生的力，無法保證其通過測力儀受力點的軸心，而會產生側向力；不符合力值計量受力同軸度要求。因為上述問題的客觀存在，所以一直以來都是采用簡單、拼湊的辦法對微小力值測力儀進行檢測，沒有規范、完備的檢定裝置來保證微小力值測力儀壓向力量值傳遞準確度。

發明內容

為規范、統一測量范圍2mN~10N微小力值測力儀計量量值傳遞方法，本發明提供一種微小力值測力儀壓向力計量裝置，解決微小力值測力儀壓向力檢定計量問題。

為了實現上述目的，本發明采用了下述技術方案：一種微小力值測力儀壓向力計量裝置，包括一臺等臂天平，等臂天平包括天平橫梁、左掛鉤、右掛鉤、左托盤、右托盤，在天平橫梁的兩側分別安裝左掛鉤、右掛鉤，左掛鉤處安裝一個鉛垂掛墜，鉛垂掛墜中心軸線與天平左邊刀口受力軸線一致，右托盤懸掛在右掛鉤上，左托盤懸掛在左掛鉤上，在左托盤上方固定一個π型工作平臺，π型工作平臺上安裝一副三維工作臺，微小力值測力儀固定在三維工作臺上。

所述三維工作臺可以沿X、Y、Z軸方向移動，X、Y軸方向移動調整微小力值測力儀受力同軸度，Z軸方向移動使等臂天平平衡。

所述微小力值測力儀受力軸線與鉛垂掛墜中心線一致，并且與左托盤上方的左邊刀口受力軸線一致。

在檢定微小力值測力儀過程中，需要對測力儀由小到大逐級加載，以達到檢定微小力值測力儀受壓方向力的示值誤差目的。針對上述直接加砝碼檢定微小力值測力儀存在托盤自重和側向力問題，我們結合現有的力值大于10N的靜重式（直接加載）力標準機，和杠桿式（通過杠桿放大）力標準機兩者測力原理，采用一臺等臂天平，利用天平杠桿平衡原理，解決由于直接加砝碼，需要克服砝碼托盤自重力問題；利用天平受力刀口軸線和砝碼托盤掛鉤受力軸線一致原理，克服加載側向力問題，保證微小力值測力儀受力同軸度的準確度。為了實現加、卸載荷平穩和測力儀受力對中可調，我們采用一臺手動三維工作臺，使其能夠沿X、Y、Z軸方向移動。從而達到計量檢定微小力值測力儀壓向（力）示值誤差的目的。

本發明的微小力值測力儀壓向力計量裝置，可以保障、規范2mN~10N量程段的微小力值測力儀（壓向）的計量量值傳遞，為建立微小力值測力儀提供關鍵技術支持。本技術不僅可以為國防軍工企事業單位微小力值計量提供服務，而且還可以為其它有微小力值計量需求的領域提供服務，具有一定的社會推廣價值。

附圖說明

圖1為本發明的微小力值測力儀壓向力計量裝置示意圖。

圖標說明：1. 等臂天平、2. 天平橫梁、3.左掛鉤、4.右掛鉤、5.右托盤、6. 左托盤、7. 鉛垂掛墜、8. 微小力值測力儀、9.三維工作臺、10. π型工作平臺。

具體實施方式

現行的力值標準均溯源到質量砝碼產生的重力(F=mg)。由于力值砝碼的加力方式始終是鉛垂向下， 如何把始終鉛垂向下的力值砝碼產生的力值，逐級、完全平穩有效的施加到壓向力值測力儀上，并且不能有沖擊、擺動現象，逐級加載的砝碼力值軸心線，要與微小力值測力儀受到的壓向力中心線始終保持一致，是亟待解決的問題。

針對上述問題，提供了一種微小力值測力儀拉向力計量裝置，包括一臺最大稱量1kg，最小分度值為5mg等臂天平1，在天平橫梁2的兩側分別安裝左掛鉤3、右掛鉤4，左掛鉤3處安裝一個鉛垂掛墜7，鉛垂掛墜中心軸線要求與天平左邊刀口受力軸線一致，右托盤5懸掛在右掛鉤4上，左托盤6懸掛在左掛鉤3上，在左托盤6上方固定一個π型工作平臺10，π型工作平臺10上安裝一副三維工作臺9，微小力值測力儀8固定在三維工作臺9上。三維工作臺9可以沿X、Y、Z軸方向移動。X、Y軸方向移動調整微小力值測力儀8受力同軸度，Z軸方向移動使等臂天平1平衡。微小力值測力儀8受力軸線與鉛垂掛墜7中心線一致，并且與左托盤6上方的左邊刀口受力軸線一致。升起天平橫梁2，觀察天平指針，調整配重駝使天平橫梁2平衡。在左托盤6上加載砝碼，天平橫梁2向左傾斜，移動上升三維工作臺9使等臂天平1平衡，這樣就把加載到左托盤6上砝碼產生的力，全部施（壓）加到了微小力值測力儀8上。同理，逐級加載，直至最大負荷。從而滿足力值計量的要求，解決現有2mN～10N的微小力值測力儀的量值傳遞需求。