CN102384779B - 一种等感天平横梁 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于等臂式杠杆天平的等感天平横梁。其所述的等感天平横梁包括半圆形横梁，在半圆形横梁的底部中心处开有凹槽，在凹槽的端面中心处带有一个倒三角形的突起，该倒三角的突起顶点位于半圆形横梁的中心线上，即为横梁中刀刀刃；横梁中刀刀刃放置在立柱顶端中心处；相同的两个秤盘吊臂分别由压紧块压紧，并通过螺钉固定在半圆形横梁两侧相对称位置处。本发明天平横梁受力对称，且对横梁产生挠度的弯矩效果不明显。空秤及全量加载时，横梁不会产生变形，能保等感天平的状态。
Description
技术领域
本发明属于质量计量技术领域，具体涉及一种应用于等臂式杠杆天平的等感天平横梁。
背景技术
等臂式杠杆天平，如图1所示，由两把边刀2、一把中刀6及其各自刀座7、横梁5、吊臂3、秤盘4等组成。其中，hm是中刀刃到两边刀刃连线的距离，定义中刀刃在两边刀刃连线的上方，hm＞0，称为离线，反之hm＜0，称为吃线；hm＝0，称为平线。hc是空横梁重心与中刀刃的距离，定义空横梁重心在中刀刃的下方，hc＞0，称为稳定平衡，反之，hc＜0，称为不稳定平衡；hc＝0，称为随遇平衡。
一台合格的等臂式杠杆天平，应具有稳定性、正确性、灵敏性和不变性四大计量特性。其中，稳定性是指天平在受到扰动后，能够自动回到它们的初始平衡位置的能力；灵敏性是指天平能觉察出放在秤盘上的物体质量改变量的能力。
对杠杆式天平，hm、hc及天平横梁、秤盘的质量P及载荷Q一起，影响天平的的稳定性及灵敏性，当hm、hc一定且hm≠0时，天平的灵敏度会随秤盘的质量P及载荷Q改变而改变。当hm＝0时，天平的灵敏度不随秤盘的质量P及载荷Q改变，这种状态称为等感。但由于横梁是弹性体，当载荷加大时，由于挠度的影响，hm将变大，从而灵敏度下降，因此，只要允许载荷从空秤量变到全量，做成等感天平就非常困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于等臂式杠杆天平的等感天平横梁。实现本发明目的的技术方案：一种等感天平横梁，其所述的等感天平横梁包括半圆形横梁，在半圆形横梁的底部中心处开有凹槽，在凹槽的端面中心处带有一个倒三角形的突起，该倒三角的突起顶点位于半圆形横梁的中心线上，即为横梁中刀刀刃；横梁中刀刀刃放置在立柱顶端中心处；相同的两个秤盘吊臂分别由压紧块压紧，并通过螺钉固定在半圆形横梁两侧相对称位置处。
如上所述的一种等感天平横梁，其根据两个秤盘吊臂的固定位置确定出两侧载荷在半圆形横梁上的两个等效作用点，使得这两个等效作用点位置与横梁中刀刀刃的位置三点共线。
如上所述的一种等感天平横梁，其所述的秤盘吊臂采用柔性材料制成，秤盘吊臂与半圆形横梁紧密贴合。
如上所述的一种等感天平横梁，其所述的秤盘吊臂固定位置与水平轴线所呈角度0在0°～90°。
本发明的效果在于：采用本发明所述的等感天平横梁应用于等臂式杠杆天平，天平横梁受力如图5所示，天平的受力f1、f1’，f2、f2’，...fn、fn’对称，且对横梁产生挠度的弯矩效果不明显。横梁中刀刃通过载荷在横梁上力的作用点的连线，此时hm＝0。在空秤及全量加载时，横梁不会产生变形，能保持hm＝0的状态，即等感天平的状态。
附图说明
图1为等臂式杠杆天平示意图；
图2为本发明所述的等感天平横梁示意图；
图3为横梁示意图；
图4为秤盘吊臂示意图；
图5为本发明所述的等感天平横梁受力示意图；
图中：1-边刀座；2-边刀；3-吊臂；4-秤盘；5-横梁；6-中刀；7-中刀座；8-立柱；9-半圆形横梁；10-螺钉；11-压紧块；12-立柱；13-秤盘吊臂；14-横梁中刀刀刃。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的等感天平横梁做进一步的描述。
如图2所示，本发明所述的等感天平横梁主要包括半圆形横梁9，螺钉10、压紧块11、立柱12、秤盘吊臂13。
其中，在半圆形横梁9的底部中心处开有凹槽，在凹槽的端面中心处带有一个倒三角形的突起，该倒三角的突起顶点位于半圆形横梁9的中心线上，即为横梁中刀刀刃14。横梁中刀刀刃14放置在立柱12顶端中心处。相同的两个秤盘吊臂13分别由压紧块11压紧，通过螺钉10固定在半圆形横梁9两侧相对称位置处。秤盘吊臂13与半圆形横梁9紧密贴合。
如图3所示，秤盘吊臂13固定位置与水平轴线所呈角度θ可在0°～90°范围内自由选择。
根据两个秤盘吊臂13固定位置，确定出两侧载荷在半圆形横梁9上的两个等效作用点，使得两侧载荷在半圆形横梁9上的等效作用点位置与横梁中刀刀刃14的位置三点共线。
如图5所示，秤盘吊臂13的长度及厚度的确定应根据载荷的大小，选择原则有两条：一是能承受相应的载荷；二是秤盘吊臂的必须与横梁的半圆贴合良好。本发明中秤盘吊臂13采用柔性材料制成(例如塞尺)；半圆形横梁9可为铟钢材料制成。
本发明中横梁设计成半圆形，其好处是与柔性秤盘吊臂13配合使用，可大大提高横梁抗弯矩的能力，其抗弯力学原理如图5所示，以横梁中刀刀刃14为支点，各分力对横梁的弯矩作用均不明显。
Claims (4)
1.一种等感天平横梁，其特征在于：所述的等感天平横梁包括半圆形横梁(9)，在半圆形横梁(9)的底部中心处开有凹槽，在凹槽的端面中心处带有一个倒三角形的突起，该倒三角的突起顶点位于半圆形横梁(9)的中心线上，即为横梁中刀刀刃(14)；横梁中刀刀刃(14)放置在立柱(12)顶端中心处；相同的两个秤盘吊臂(13)分别由压紧块(11)压紧，并通过螺钉(10)固定在半圆形横梁(9)两侧相对称位置处。
2.根据权利要求1所述的一种等感天平横梁，其特征在于：根据两个秤盘吊臂(13)的固定位置确定出两侧载荷在半圆形横梁(9)上的两个等效作用点，使得这两个等效作用点位置与横梁中刀刀刃(14)的位置三点共线。
3.根据权利要求1所述的一种等感天平横梁，其特征在于：所述的秤盘吊臂(13)采用柔性材料制成，秤盘吊臂(13)与半圆形横梁(9)紧密贴合。
4.根据权利要求3所述的一种等感天平横梁，其特征在于：所述的秤盘吊臂(13)固定位置与水平轴线所呈角度θ在0°～90°。
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