CN102435390A - 用于天平微力矩校准仪的恒矩结构 - Google Patents

用于天平微力矩校准仪的恒矩结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种确保天平微力矩校准仪的臂长不受横梁旋转影响的恒矩结构。其包括扇形的横梁，在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横梁的中心线上，既为横梁的旋转中心，也是横梁中刀刀刃；横梁中刀刀刃与扇形横梁圆心重合；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通过紧固件固定在横梁两侧相对称位置处；所述的横梁的扇形圆心角θ值范围为：180°+1.1α≤θ≤180°+1.15α，其中α为天平微力矩校准仪横梁的最大旋转角度。采用本发明所述的恒矩结构，可确保在横梁旋转的情况下，力臂保持不变，即天平微力矩校准仪的臂长不受横梁旋转的影响。

Description

用于天平微力矩校准仪的恒矩结构
技术领域
本发明属于力矩计量技术领域，具体涉及一种应用于天平微力矩校准仪的恒矩结构。
背景技术
天平微力矩校准仪采用刀子刀承支承等臂杠杆，在杠杆两端设置力矩器，由力矩器的输出(力)与等臂杠杆臂长(矩)的乘积给出校准力矩值。
天平微力矩校准仪采用等臂杠杆的主要原因有两点：①可在同一台设备，同一安装方式下，先后校准顺时针和逆时针方向的力矩；②可消除力臂引入的对支点的力矩。
采用等臂杠杆结构的天平式微力矩校准仪，存在一项系统误差：天平式微力矩校准仪的基础是天平，天平测量的量是质量，只要在称量过程中天平臂比保持不变，横梁发生偏转就不会影响天平的性能。采用天平原理校准力矩时，天平横梁长度参与力矩计算。横梁发生偏转后，与秤盘悬挂系统之间的角度发生变化，则产生力矩的力臂的大小发生改变，改变量和横梁偏转的角度有关，如示意图1所示，当天平横梁发生偏转时，用于计算力矩的力臂大小发生改变，由l2变为l1。在最终计算力矩值时，由于杠杆臂长只能采用事先赋予横梁的值，且横梁偏转的角度无法测量，理论上，力矩值存在系统误差，且不易消除。
在对微小力矩进行校准时，为提高校准结果的准确度等级，必须在力值准确的前提下，消除上述杠杆臂长不确定性引入的系统误差。
发明内容
本发明的目的是提供一种确保天平微力矩校准仪的臂长不受横梁旋转影响的恒矩结构。
实现本发明目的技术方案：一种用于天平微力矩校准仪的恒矩结构，其包括扇形的横梁，在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横梁的中心线上，既为横梁的旋转中心，也是横梁中刀刀刃；横梁中刀刀刃与扇形横梁圆心重合；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通过紧固件固定在横梁两侧相对称位置处；所述的横梁的扇形圆心角θ值范围为：180°+1.1α≤θ≤180°+1.15α，其中α为天平微力矩校准仪横梁的最大旋转角度。
如上所述的一种用于天平微力矩校准仪的恒矩结构，其所述的相同的两个秤盘吊臂分别由压紧块压紧，并通过螺钉固定在横梁两侧相对称位置处。
如上所述的一种用于天平微力矩校准仪的恒矩结构，其所述的秤盘吊臂采用柔性材料制成；所述的扇形横梁为铟钢材料制成。
本发明的效果在于：本发明针对现有结构存在的问题，以确保天平微力矩校准仪的臂长不受横梁旋转的影响为目的，对力臂结构和悬挂系统进行了创新设计。采用本发明所述的力臂及悬挂系统，可确保在横梁旋转的情况下，力臂保持不变，即天平微力矩校准仪的臂长不受横梁旋转的影响。
附图说明
图1为横梁偏转影响力臂大小示意图；(图中实线代表横梁初始位置，虚线代表横梁旋转后的位置)
图2为本发明所述的一种恒矩结构示意图；
图3为横梁旋转力臂不变示意图；(图中实线代表横梁初始位置，虚线代表横梁旋转后的位置)
图4为横梁结构示意图；
图5为秤盘吊臂结构示意图；
图中：1-横梁；2-螺钉；3-压紧块；4-横梁中刀刀刃；5-立柱；6-秤盘吊臂。
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一种用于天平微力矩校准仪的恒矩结构作进一步描述。
如图2所示，本发明所述的一种应用于天平式微力矩校准仪的恒矩结构主要包括横梁1、螺钉2、压紧块3、立柱5、秤盘吊臂6等。
其中，横梁1为扇形，在横梁1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横梁1的中心线上，既为横梁的旋转中心，也是横梁中刀刀刃4。横梁中刀刀刃4与扇形横梁1圆心重合。横梁中刀刀刃4放置在立柱5顶端中心处。相同的两个秤盘吊臂6分别由压紧块3压紧，并通过螺钉2固定在横梁1两侧相对称位置处。
如图4所示，横梁1的扇形圆心角θ值范围为：
180°+1.1α≤θ≤180°+1.15α，
其中α为天平微力矩校准仪横梁的最大旋转角度。
例如α＝2°，则θ值范围为182.2°或182.3°。
如图5所示，秤盘吊臂6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扇形横梁贴合良好。本发明中秤盘吊臂6采用柔性材料制成(例如塞尺)；扇形横梁1可为铟钢材料制成。
如图3所示，采用本发明所述的恒矩结构，可确保在横梁1旋转的情况下，力臂R保持不变，即天平微力矩校准仪的臂长不受横梁旋转的影响。图3中实线代表横梁初始位置，虚线代表横梁旋转后的位置，旋转前后力臂R值相等。而图1中，现有天平微力矩校准仪采用刀子刀承支承等臂杠杆，旋转前后力臂l值不相等(l2＞l1)。

Claims (3)

1.一种用于天平微力矩校准仪的恒矩结构，其特征在于：它包括扇形的横梁(1)，在横梁(1)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横梁(1)的中心线上，既为横梁的旋转中心，也是横梁中刀刀刃(4)；横梁中刀刀刃(4)与扇形横梁(1)圆心重合；横梁中刀刀刃(4)放置在立柱(5)顶端中心处；相同的两个秤盘吊臂(6)分别通过紧固件固定在横梁(1)两侧相对称位置处；
所述的横梁(1)的扇形圆心角θ值范围为：
180°+1.1α≤θ≤180°+1.15α，
其中α为天平微力矩校准仪横梁的最大旋转角度。
2.根据权利要求1所述的一种用于天平微力矩校准仪的恒矩结构，其特征在于：所述的相同的两个秤盘吊臂(6)分别由压紧块(3)压紧，并通过螺钉(2)固定在横梁(1)两侧相对称位置处。
3.根据权利要求1所述的一种用于天平微力矩校准仪的恒矩结构，其特征在于：所述的秤盘吊臂(6)采用柔性材料制成；所述的扇形横梁(1)为铟钢材料制成。
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