CN102673107A - 丝网张力计的校准方法 - Google Patents

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本发明涉及一种丝网张力计的校准方法，模拟将丝网张力计放置在丝网上，改变及测量丝网张力计下沉压块与丝网张力计两侧压线的高度差（Δh），同时测量丝网张力计下沉压块作用在丝网上的压力（f），再结合丝网张力计的参数和丝网延伸强度（k），通过运算获得丝网未受下沉压块作用力拉伸时的张力（P＇），进而获得丝网未放置丝网张力计时的张力（P0 ）；将丝网张力计的示值与丝网未放置丝网张力计时的张力（P0 ）进行比较，实现丝网张力计的校准。

Description

丝网张力计的校准方法
技术领域
本发明涉及一种丝网张力计的校准方法。 
背景技术
现有技术中，校准丝网张力计的方法是使用实物丝网、绷网设备和测力装置作为标准器进行检测，存在的不足之处在于：
1、由于丝网的制造工艺、绷网设备关系，无法保证丝网的每一根丝、每个方向的受力相同，即丝网的均匀性难以保证；
2、绷网后丝网张力也在不断变化，需要一定的时间才能稳定，丝网弹性模量也在随时间、温湿度变化，即丝网的稳定性难以保证；
3、由于无法保证丝网的弹性模量的一致性，检出的结果也就无法一致；
4、每次都要绷网，使用繁琐，费时费力，丝网容易损坏。 
发明内容
本发明目的在于提供一种丝网张力计的校准方法，只需测量简单参数即可实现校准，操作简便，校准效果好。
实现本发明目的的技术方案：
    一种丝网张力计的校准方法，其特征在于：模拟将丝网张力计放置在丝网上，改变及测量丝网张力计下沉压块与丝网张力计两侧压线的高度差（Δh），同时测量丝网张力计下沉压块作用在丝网上的压力（f），再结合丝网张力计的参数和丝网延伸强度（k），通过运算获得丝网未受下沉压块作用力拉伸时的张力（P＇），进而获得丝网未放置丝网张力计时的张力（                                                
Figure 160000DEST_PATH_IMAGE002
）；将丝网张力计的示值与丝网未放置丝网张力计时的张力（）进行比较，实现丝网张力计的校准。
丝网未受下沉压块作用力拉伸时的张力（P＇）通过以下方法获得：
Figure 139457DEST_PATH_IMAGE004
   
Figure 2012101435995100002DEST_PATH_IMAGE005
+
其中：
Figure 192700DEST_PATH_IMAGE008
Figure 2012101435995100002DEST_PATH_IMAGE009
 
式中，Δh（单位：mm）为丝网张力计下沉压块与丝网张力计两侧压线的高度差，f（单位：N）为丝网张力计下沉压块作用在丝网上的压力，R＇（单位：mm）为经修正后的R（R为丝网张力计下沉压块半径，第一次计算时R＇=R，多次计算时
Figure 2012101435995100002DEST_PATH_IMAGE011
），r（单位：mm）为丝网张力计下沉压块边缘半径，a（单位：mm）为丝网张力计下沉压块长度，b（单位：mm）为丝网张力计两侧压线的长度，c（单位：mm）为丝网张力计两侧压线之间距离的一半，k（单位：hN/cm）为丝网延伸强度， P＇（单位：N/cm）为丝网未受下沉压块作用力拉伸时的张力；
基于上述公式，通过逐次逼近法求得丝网未受下沉压块作用力拉伸时的张力（P＇）。
丝网未放置丝网张力计时的张力（）通过如下公式获得：
    式中，P＇（单位：N/cm）为丝网未受下沉压块作用力拉伸时的张力，k（单位：hN/cm）为丝网延伸强度，m（单位：g）为丝网张力计的质量，c（单位：mm）为丝网张力计两侧压线之间距离的一半，b（单位：mm）为丝网张力计两侧压线的长度，f（单位：N）为丝网张力计下沉压块作用在丝网上的压力。
每次校准时需测量丝网张力计的质量。 
本发明具有的有益效果：
本发明只需测量简单参数，通过运算即可实现丝网张力计的校准，操作简便，不需要每次校准都绷网，校准效果更加稳定可靠，提高校准效率高，且能够有效降低成本。
附图说明
图1为丝网张力计的工作状态示意图；
图2为丝网张力计的底面示意图。
具体实施方式
如图1所示，丝网张力计1放置在丝网2上，下沉压块3使丝网2下沉，丝网张力计底部设有两侧压线4，根据中心压块形状的不同，丝网张力计分为压线式和压圆式两种，此为现有技术。
校准时，需要测量的变量参数为丝网张力计下沉压块与丝网张力计两侧压线的高度差Δh（单位：mm）、丝网张力计下沉压块作用在丝网上的压力f（单位：N）。校准时还需测量常量参数，包括丝网张力计下沉压块半径R（单位：mm,压线式丝网张力计R=0），丝网张力计下沉压块边缘半径r（单位：mm），丝网张力计下沉压块长度a（单位：mm,压圆式丝网张力计a=0），丝网张力计两侧压线的长度b（单位：mm），丝网张力计两侧压线之间距离的一半c（单位：mm），丝网张力计的质量m（单位：g）,校准时还需考虑丝网延伸强度k，取聚酯丝网的延伸强度6 hN/cm。
如图2所示，将压线式和压圆式丝网张力计共同分析，现分析丝网上距离下沉压块x-R距离的受力情况。设该点未受下沉压块作用力拉伸时的张力为P＇，与水平夹角为θ，则距离下沉压块x-R一圈张力之和的垂直分量等于f 。
由于丝网受到拉伸变形，丝网在A点拉伸了 ，
  
Figure 2012101435995100002DEST_PATH_IMAGE017
Figure 2012101435995100002DEST_PATH_IMAGE019
  ……………（1）式
    P＇为未受下沉压块作用力拉伸时的张力，P为受到下沉压块作用力拉伸时的张力，则P与 P＇的关系为
  
Figure 517950DEST_PATH_IMAGE020
       ………………………………………（2）式
将（1）式代入（2）式
  
Figure 2012101435995100002DEST_PATH_IMAGE021
      ……………………………………………（3）式
   通过受力分析，距离下沉压块x-R一圈张力之和的垂直分量等于f ，所以
Figure 2012101435995100002DEST_PATH_IMAGE023
   ……………………………………………（4）式
将（3）式代入（4）式
Figure 660349DEST_PATH_IMAGE024
  ……………………………………（5）式
即  
Figure 2012101435995100002DEST_PATH_IMAGE025
   …………………………………（6）式
解  一元三次方程的根：
Figure 731686DEST_PATH_IMAGE028
 
Figure 2012101435995100002DEST_PATH_IMAGE029
 …（7）式
下沉位移Δh与θ的关系式为：
Figure 2012101435995100002DEST_PATH_IMAGE031
   ………………………………………………………（8）式
将（7）式代入（8）式
Figure 462882DEST_PATH_IMAGE032
     ………（9）式
由于上式积分非常复杂，所以工程上采用分段法，只要分得足够细就能得到非常精确的值，经过测算从R～c均匀分成100段，每段的
Figure 269295DEST_PATH_IMAGE027
取中间位置的值，计算每一小段的下沉位移，累加后得到Δh，该值误差小于千分之一。
下沉压块边缘半径对Δh有影响，故应对Δh进行修正，Δh应增加
Figure 2012101435995100002DEST_PATH_IMAGE035
，其中为下沉压块边缘半径，为下沉压块边缘处丝网的角度；另外R也要修正，设修正后为R＇，
Figure 85941DEST_PATH_IMAGE011
，其中
Figure 636002DEST_PATH_IMAGE037
为下沉压块边缘半径，
Figure 159388DEST_PATH_IMAGE040
为下沉压块边缘处丝网的角度。
分段公式如下：
   
Figure 893174DEST_PATH_IMAGE005
+
Figure 981347DEST_PATH_IMAGE006
…..………………………………………………………………………（10）式
其中
Figure 624818DEST_PATH_IMAGE042
  …………………………………………（11）式
Figure 22301DEST_PATH_IMAGE008
Figure 751223DEST_PATH_IMAGE009
  …（12）式
通过推导公式（10）式可以看出，除P＇是未知量，其它量为已知或可以测量的值，但P＇包含在算式内，无法直接求出，所以采用逐次逼近法，通过不断修正P＇来最终求出P＇。由于丝网张力计的测量上限不会超过80 N/cm，所以初次设置
Figure 657735DEST_PATH_IMAGE044
(N/cm)；第一次修正P＇，首先必须通过初次设置的P＇计算
Figure 155713DEST_PATH_IMAGE046
，与
Figure 989676DEST_PATH_IMAGE046
实测值进行比较，若
Figure 940315DEST_PATH_IMAGE046
计算值<
Figure 822820DEST_PATH_IMAGE046
实测值，则
Figure 988353DEST_PATH_IMAGE048
应在原来的基础上减少，减少幅度为
Figure 930902DEST_PATH_IMAGE050
(N/cm)，反之则增加，增加幅度也为
Figure 431153DEST_PATH_IMAGE050
(N/cm)，注意在计算
Figure 851770DEST_PATH_IMAGE046
时，R＇=R；第二次修正P＇，必须通过上一次修正后的P＇计算
Figure 137389DEST_PATH_IMAGE046
，与
Figure 250839DEST_PATH_IMAGE046
实测值进行比较，若计算值<
Figure 462694DEST_PATH_IMAGE046
实测值，则
Figure 337240DEST_PATH_IMAGE048
应在原来的基础上减少，减少幅度为
Figure 621591DEST_PATH_IMAGE052
(N/cm)，反之则增加，增加幅度也为
Figure 2012101435995100002DEST_PATH_IMAGE053
 (N/cm)，注意在计算
Figure 96435DEST_PATH_IMAGE046
时，
Figure 124434DEST_PATH_IMAGE011
，为上一次计算的下沉压块边缘处丝网的角度，……以此类推，共对P＇修正14次，所以：
Figure 2012101435995100002DEST_PATH_IMAGE055
(N/cm)………………………………………………………………（13）式
其中正负号的选取在以上已说明，最终得到了P＇的测量值，分辨力达到0.0025N/cm。
得到两侧压线内未受下沉压块作用力拉伸时的张力P＇后，将它还原到丝网未放置丝网张力计时的张力
Figure 368126DEST_PATH_IMAGE003
，还原该张力主要考虑丝网张力计的重量对丝网的影响。
   设两侧压线外侧处丝网的水平夹角为 则丝网未放置丝网张力计时的张力：
    ……………………….…（14）式
   通过受力分析，两侧压线外侧处丝网的水平夹角为
Figure 143315DEST_PATH_IMAGE057
：
Figure 709425DEST_PATH_IMAGE060
  ……………………………………………（15）式
   将（15）式代入（14）式
Figure 2012101435995100002DEST_PATH_IMAGE061
 ……………………………………（16）式
   被校丝网张力计的示值与之差即为示值误差，即将丝网张力计的示值与丝网未放置丝网张力计时的张力
Figure 247034DEST_PATH_IMAGE003
进行比较，实现丝网张力计的校准。

Claims (4)

1.一种丝网张力计的校准方法，其特征在于：模拟将丝网张力计放置在丝网上，改变及测量丝网张力计下沉压块与丝网张力计两侧压线的高度差（Δh），同时测量丝网张力计下沉压块作用在丝网上的压力（f），再结合丝网张力计的参数和丝网延伸强度（k），通过运算获得丝网未受下沉压块作用力拉伸时的张力（P＇），进而获得丝网未放置丝网张力计时的张力（                                                
Figure 350251DEST_PATH_IMAGE001
）；将丝网张力计的示值与丝网未放置丝网张力计时的张力（
Figure 438424DEST_PATH_IMAGE002
）进行比较，实现丝网张力计的校准。
2.根据权利要求1所述的丝网张力计的校准方法，其特征在于：丝网未受下沉压块作用力拉伸时的张力（P＇）通过以下方法获得：
Figure 81895DEST_PATH_IMAGE003
   
Figure 479378DEST_PATH_IMAGE004
+
Figure 21349DEST_PATH_IMAGE005
其中：
Figure 100164DEST_PATH_IMAGE006
Figure 660458DEST_PATH_IMAGE007
Figure 432105DEST_PATH_IMAGE008
 
式中，Δh为丝网张力计下沉压块与丝网张力计两侧压线的高度差，f为丝网张力计下沉压块作用在丝网上的压力，R为丝网张力计下沉压块半径，R＇为经修正后的丝网张力计下沉压块半径R，r为丝网张力计下沉压块边缘半径，a为丝网张力计下沉压块长度，b为丝网张力计两侧压线的长度，c为丝网张力计两侧压线之间距离的一半，k为丝网延伸强度， P＇为丝网未受下沉压块作用力拉伸时的张力；
基于上述公式，通过逐次逼近法求得丝网未受下沉压块作用力拉伸时的张力（P＇）。
3.根据权利要求2所述的丝网张力计的校准方法，其特征在于：丝网未放置丝网张力计时的张力（
Figure 195793DEST_PATH_IMAGE009
）通过如下公式获得：
Figure 140615DEST_PATH_IMAGE010
   式中，P＇为丝网未受下沉压块作用力拉伸时的张力，k为丝网延伸强度，m为丝网张力计的质量，c为丝网张力计两侧压线之间距离的一半，b为丝网张力计两侧压线的长度，f为丝网张力计下沉压块作用在丝网上的压力。
4.根据权利要求3所述的丝网张力计的校准方法，其特征在于：每次校准时需测量丝网张力计的质量。
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