CN103308220A - 一种微小力测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于机械领域、测试领域，具体涉及一种微小力测量装置，包括工作台、垂直标尺、丝线、水平标尺、水平托架、拨针、调位螺母、砝码，工作台由水平台、竖杆和悬臂组成，丝线一端系于悬臂上，另一端吊有砝码，垂直标尺固定在工作台的竖杆上，水平标尺与工作台的水平台固连，水平托架一端固定被测物的固定部，另一端有调位机构，被测物的活动部固定有拨针。本发明通过简单的原理实现对微小力的测量，方案合理可靠，对零部件的依赖性低，无精密部件，设计与制造成本低；温度与湿度对测量结果影响小，对环境的要求低；结构简单，测量精度高；本发明操作方便，无需专业培训，无特殊技能要求，数据读取方便，本发明亦可当作高精度力传器的标定装置。

Description

一种微小力测量装置
技术领域
本发明属于机械领域、测试领域，具体涉及一种微小力测量装置。
背景技术
在精密机械设计领域、测试领域，通常需要用到高精度测力装置，尤其对微小力（0.0001N～1N）的测量工具是必不可少的，例如对高精度轴承启动力检查，一般情况下，常用的测力装置往往采用力传感器进行测量，设计传感器的安装夹具进行辅助测量，此类方法一般存在传力环节多、辅助装置对测量结果精度产生影响、微小力传感器的计量标定困难、测量数据采集环节会引入误差等问题，目前此类问题很难解决。
发明内容
本发明的目的是：提供一种微小力测量装置，通过简单的原理实现对微小力的测量，同时可当作高精度力传感器进行计量标定与检查。
本发明的技术方案是：一种微小力测量装置，包括工作台1、垂直标尺2、水平标尺4，所述工作台1包括水平台101、竖杆102和悬臂103，所述垂直标尺固定于竖杆102上，所述悬臂103位于竖杆102上端，悬臂103一端系有丝线3，丝线3另一端吊有砝码9，还设置有水平托架5，所述水平托架5包括可以使水平托架5沿水平方向运动的调位机构7，还设置有用于使被测物8的活动部10与丝线3共同运动的拨动机构6。
所述悬臂103可沿竖杆102上下运动，从而改变悬臂103到拨动机构6的垂直距离L。
所述砝码9的重量可调。
所述调节机构7丝杆螺母机构。
所述拨动机构6为拨针。
初始状态下，丝线3与砝码9自由悬垂，移动水平托架5使固定在被测物8的活动部10的拨动机构6与丝线3接触，通过垂直标尺2读取工作台1的悬臂103到拨动机构6的垂直距离L，转动调节机构7使水平托架5向着拨针6能拨动丝线3运动的方向移动，当被测物8的活动部10与拨动机构6相对被测物8的固定部11产生相对位移时停止，通过水平标尺4读取拨动机构6相对初始状态的水平位移H，被测力等于G为砝码重量。
进一步地：通过改变工作台1的悬臂到拨动机构6的垂直距离L和改变砝码9的重量，可实现对本发明一种微小力测量装置量程的改变。
本发明所产生的有益效果：本发明通过简单的原理实现对微小力的测量，方案合理可靠，对零部件的依赖性低，无精密部件，设计与制造成本低；温度与湿度对测量结果影响小，对环境的要求低；结构简单，采用丝线与拨针等轻质细小零件，引入的外界干扰小，零部件受力变形量对测量结果无明显影响，采用力学放大原理，具有高倍放大功能，并保证各个环节引入的测量误差影响达到最小，保真度高，测量精度高；本发明操作方便，无需专业培训，无特殊技能要求，数据读取方便，本发明亦可当作高精度力传器的标定装置。
附图说明
图1是本发明一种微小力测量装置的结构原理图；
图2是本发明实际使用时被测物与拨动机构局部示意图。
其中，1-工作台、2-竖直标尺、3-丝线、4-水平标尺、5-水平托架、6-拨针、7-调位螺母、8-被测物、9-砝码、10-活动部、11-固定部、H-拨动机构6相对初始状态的水平位移、L-工作台1的悬臂103到拨动机构6的距离。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细描述，请参阅图1至图2。
如图1及图2所示，一种微小力测量装置，包括工作台1、垂直标尺2、水平标尺4，所述工作台1包括水平台101、竖杆102和悬臂103，所述垂直标尺固定于竖杆102上，所述悬臂103位于竖杆102上端，悬臂103一端系有丝线3，丝线3另一端吊有砝码9，还设置有水平托架5，所述水平托架5包括可以使水平托架5沿水平方向运动的调位机构7，还设置有用于使被测物8的活动部10与丝线3共同运动的拨动机构6。
所述悬臂103可沿竖杆102上下运动，从而改变悬臂103到拨动机构6的垂直距离L。
所述砝码9的重量可调。
所述调节机构7丝杆螺母机构。
所述拨动机构6为拨针。
初始状态下，丝线3与砝码9自由悬垂，移动水平托架5使固定在被测物8的活动部10的拨动机构6与丝线3接触，通过垂直标尺2读取工作台1的悬臂103到拨动机构6的垂直距离L，转动调节机构7使水平托架5向着拨针6能拨动丝线3运动的方向移动，当被测物8的活动部10与拨动机构6相对被测物8的固定部11产生相对位移时停止，通过水平标尺4读取拨动机构6相对初始状态的水平位移H，被测力等于
Figure BDA00003233992900031
G为砝码重量。
进一步地：通过改变工作台1的悬臂到拨动机构6的垂直距离L和改变砝码9的重量，可实现对本发明一种微小力测量装置量程的改变。
实施例一：
本实施例是使用本发明测量轴承启动力矩的例子。被测物8为一个轴承，固定部11为轴承内圈，活动部10为轴承外圈，水平托架5一端固定轴承内圈，另一端通过调位机构7使水平托架5沿水平方动运动，被测物8的活动部10固定有拨动机构6，拨动机构6为细钢针。本实施例中调位机构7为丝杆螺母机构。
初始状态下，丝线3与砝码9自由悬垂，移动水平托架5使固定在轴承外圈的拨动机构6与丝线3接触，通过垂直标尺2读取工作台1的悬臂103到拨动机构6的垂直距离L，通过丝杆螺母机构使水平托架5向着拨动机构6拨动丝线3运动的方向移动，当轴承外圈与拨动机构6相对轴承内圈产生相对位移时停止，通过水平标尺4读取拨动机构6相对初始状态的水平位移H，被测力矩等于
Figure BDA00003233992900041
G为砝码重量，D为轴承外径。

Claims (5)

1.一种微小力测量装置，其特征在于，包括工作台[1]、垂直标尺[2]、水平标尺[4]，所述工作台[1]包括水平台[101]、竖杆[102]和悬臂[103]，所述垂直标尺固定于竖杆[102]上，所述悬臂[103]位于竖杆[102]上端，悬臂[103]一端系有丝线[3]，丝线[3]另一端吊有砝码[9]，还设置有水平托架[5]，所述水平托架[5]包括可以使水平托架[5]沿水平方向运动的调位机构[7]，还设置有用于使被测物[8]的活动部[10]与丝线[3]共同运动的拨动机构[6]。
2.根据权利要求1所述的一种微小力测量装置，其特征在于，所述悬臂[103]可沿竖杆[102]上下运动，从而改变悬臂[103]到拨动机构[6]的垂直距离L。
3.根据权利要求2所述的一种微小力测量装置，其特征在于，所述砝码[9]的重量可调。
4.根据权利要求3所述的一种微小力测量装置，其特征在于，所述调节机构[7]丝杆螺母机构。
5.根据权利要求4所述的一种微小力测量装置，其特征在于，所述拨动机构[6]为拨针。
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