[發(fā)明專利]微小力值測力儀壓向力計量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510580768.5
• 申請日: 2015-09-14
• 公開（公告）號: CN105092148B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁立新;齊磊;童棣;袁超
• 申請（專利權(quán)）人: 江西洪都航空工業(yè)集團有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00
• 代理公司: 南昌洪達(dá)專利事務(wù)所36111
• 代理人: 劉凌峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)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(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

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(zhǔn)確度，符合力值計量要求。

目前，國內(nèi)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(tǒng)表》中只規(guī)定了10N以上力值計量器具的量傳溯源關(guān)系。對于10N以下測量范圍力值計量器具量值傳遞關(guān)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(fā)展，傳感器技術(shù)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(guān)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(yuǎn)大于2mN，難以實現(xiàn)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(chǎn)生的力，無法保證其通過測力儀受力點的軸心，而會產(chǎn)生側(cè)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(jìn)行檢測，沒有規(guī)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(zhǔn)確度。

發(fā)明內(nèi)容

為規(guī)范、統(tǒng)一測量范圍2mN~10N微小力值測力儀計量量值傳遞方法，本發(fā)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(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下述技術(shù)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(cè)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(diào)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(dá)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(cè)向力問題，我們結(jié)合現(xiàn)有的力值大于10N的靜重式（直接加載）力標(biāo)準(zhǔn)機，和杠桿式（通過杠桿放大）力標(biāo)準(zhǔn)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(cè)向力問題，保證微小力值測力儀受力同軸度的準(zhǔn)確度。為了實現(xiàn)加、卸載荷平穩(wěn)和測力儀受力對中可調(diào)，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(dá)到計量檢定微小力值測力儀壓向（力）示值誤差的目的。

本發(fā)明的微小力值測力儀壓向力計量裝置，可以保障、規(guī)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(guān)鍵技術(shù)支持。本技術(shù)不僅可以為國防軍工企事業(yè)單位微小力值計量提供服務(wù)，而且還可以為其它有微小力值計量需求的領(lǐng)域提供服務(wù)，具有一定的社會推廣價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的微小力值測力儀壓向力計量裝置示意圖。

圖標(biāo)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(xiàn)行的力值標(biāo)準(zhǔn)均溯源到質(zhì)量砝碼產(chǎn)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(chǎn)生的力值，逐級、完全平穩(wěn)有效的施加到壓向力值測力儀上，并且不能有沖擊、擺動現(xiàn)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(cè)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(diào)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(diào)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(chǎn)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(fù)荷。從而滿足力值計量的要求，解決現(xiàn)有2mN～10N的微小力值測力儀的量值傳遞需求。