CN105115661B - 微小力值测力仪拉向力计量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种微小力值测力仪拉向力计量装置。它包括一台等臂天平,等臂天平包括天平横梁、左托盘和右托盘,在天平横梁的右侧安装一个轻质支架,轻质支架下方钻一个小孔,小孔中心轴线要求与等臂天平右边刀口受力轴线一致;右托盘上方固定一个工作平台,工作平台上安装一副三维工作台,微小力值测力仪固定在三维工作台上,微小力值测力仪的受力点通过细绳与悬挂右托盘的天平挂钩连接。本发明可以保证2mN~10N量程段的微小力值测力仪的拉向力值计量符合力值计量要求,解决了建立检定/校准微小力值测力仪(拉向)计量标准装置关键技术难点。
Description
技术领域
本发明涉及一种微小力值测力仪拉向力计量装置,属于计量装置技术领域。
背景技术
在这里我们所定义的微小力值测力仪,是指力值测量范围为2mN~10N的测力仪,以下称之为“微小力值测力仪”。微小力值测力仪计量装置(拉向)就是用来计量微小力值测力仪拉向力的计量装置,以保证微小力值测力仪拉向力计量示值准确度,符合力值计量要求。
目前,国内尚未开展微小力值测力仪的计量量值传递工作。JJG2045—2010《力值(≤1MN)计量器具国家计量检定系统表》中只规定了10N以上力值计量器具的量传溯源关系。对于10N以下测量范围力值计量器具量值传递关系还属于空白。国防军工计量也没有开展10N以下力值计量器具的量值传递。随着科技发展,传感器技术日益成熟,以传感器为媒介的微小力值测力仪的运用越来越广泛。针对微小力值测力仪的运用增多,人们也在探索其相关计量检定方法。以前计量微小力值测力仪拉向力示值准确度的方法:大多数是用细绳绑住砝码托盘,细绳直接挂在微小力值测力仪上进行检定,但这种方法有两点缺陷:1.由于微小力值测力仪最小检定点为2mN,砝码托盘本身有自重,自重远大于2mN,不符合微小力值测力仪需要从零点开始计量要求;2.将砝码直接加载到托盘上会产生冲击和晃动现象,难以保证力值计量需平稳加、卸载荷要求。因为上述问题的客观存在,所以一直以来人们都是采用简单、拼凑的办法对微小力值测力仪进行检测,没有规范、完备的计量检定装置,来保证微小力值测力仪量值传递准确度。
现行的力值标准均溯源到砝码产生的重力(F=mg),由于力值砝码的加力方式始终是铅垂向下, 如何把始终铅垂向下的力值砝码产生的力值,完全平稳、有效的施加到拉向力值传感器上,并且不能有冲击、晃动,施加力值应该正向,始终与传感器受力方向保持一致,无回程现象,是技术难点。
发明内容
为规范、统一测量范围2mN~10N微小力值测力仪计量量值传递方法,本发明提供一种微小力值测力仪拉向力计量装置,以解决微小力值测力仪拉向力计量检定问题。
为了实现上述目的,本发明采用了下述技术方案:一种微小力值测力仪拉向力计量装置,包括一台等臂天平,等臂天平包括天平横梁、左托盘和右托盘,在天平横梁的右侧安装一个轻质支架,轻质支架下方钻一个小孔,小孔中心轴线要求与等臂天平右边刀口受力轴线一致;右托盘上方固定一个工作平台,工作平台上安装一副三维工作台,微小力值测力仪固定在三维工作台上,微小力值测力仪的受力点通过细绳与悬挂右托盘的天平挂钩连接。
在检定微小力值测力仪拉向力进程中,需要对测力仪力值由小到大逐级加载,以达到检定微小力值测力仪受拉方向力的示值误差。本发明项目技术方案就是:针对上述直接加砝码检定测力仪方法存在托盘自重和侧向力问题,我们结合现有的力值大于10N的静重式(直接加载)力标准机,和杠杆式(通过杠杆放大)力标准机两者工作原理,采用一台等臂天平,利用天平杠杆平衡原理,解决由于直接加砝码,需要克服砝码托盘自重力问题;利用了天平等臂原理,使加载到天平左托盘上砝码产生垂直向下的重力,通过天平横梁、细绳,传递到固定在工作平台的微小力值测力仪上,使天平平衡,从而得到我们需要的拉向力值。由于保持天平受力刀口轴线和砝码托盘挂钩受力轴线一致,是为了保证微小力值测力仪受力同轴度的准确度。在天平横梁右边安装一个轻质支架,支架上一小孔轴心为了保证测力仪受力同轴度。我们采用一台手动三维工作台,使其能够沿X、Y、Z轴方向移动。工作台沿X轴Y轴移动是为了保证测力仪受力同轴度,沿Z轴移动是为了天平左右平衡。从而达到计量检定微小力值测力仪拉向力示值误差的目的。
本发明的微小力值测力仪拉向力计量装置,可以保证对于2mN~10N量程段的微小力值测力仪的拉向力值进行校准计量,保证量值传递准确度。不仅可以服务国防军工企事业单位,还可以为其他民用单位提供服务。具有一定的社会推广价值。
附图说明
图1为本发明的微小力值测力仪拉向力计量装置示意图。
图标说明:1. 等臂天平、2. 天平横梁、3. 左托盘、4. 右托盘、5. 工作平台、6.三维工作台、7. 微小力值测力仪、8. 轻质支架。
具体实施方式
如图1所示,微小力值测力仪拉向力计量装置包括一台最大称量1kg,最小分度值为5mg等臂天平1,等臂天平1包括天平横梁2、左托盘3和右托盘4,在天平横梁2的右侧安装一个轻质支架8,轻质支架8下方钻一个Ø2mm小孔,小孔中心轴线要求与等臂天平1右边刀口受力轴线一致。右托盘4上方固定一个工作平台5,工作平台5上安装一副三维工作台6(X、Y、Z轴方向可以移动,目的是可以调整微小力值测力仪7受力同轴度和使等臂天平1平衡),微小力值测力仪7固定在三维工作台上。微小力值测力仪7的受力点通过细绳与悬挂右托盘4的天平挂钩连接。
升起天平横梁2,观察天平指针,调整配重驼使等臂天平1平衡。在左托盘3上施加砝码,移动三维工作台6,使受拉力细绳通过小孔中心以及使等臂天平1平衡。这样就把左托盘3上砝码产生的力,通过等臂天平1改变力的方向,施加到了右托盘4上方的微小力值测力仪7上,同理,逐级加载,直至最大负荷。从而达到我们计量检定微小力值测力仪7拉向(力)示值误差的目的。从而满足微小力值测力仪计量的要求,解决现有2mN~10N的微小力值测力仪7的量值传递需求。
Claims (3)
1.一种微小力值测力仪拉向力计量装置,包括一台等臂天平,等臂天平包括天平横梁、左托盘和右托盘,其特征在于,在天平横梁的右侧安装一个轻质支架,轻质支架下方钻一个小孔,小孔中心轴线要求与等臂天平右边刀口受力轴线一致;右托盘上方固定一个π型工作平台,π型工作平台上安装一副三维工作台,微小力值测力仪固定在三维工作台上,微小力值测力仪的受力点通过细绳与悬挂右托盘的天平挂钩连接。
2.根据权利要求1所述的微小力值测力仪拉向力计量装置,其特征在于:所述三维工作台可以沿X、Y、Z轴方向移动,X、Y轴方向移动调整微小力值测力仪受力同轴度,Z轴方向移动使等臂天平平衡。
3.根据权利要求1所述的微小力值测力仪拉向力计量装置,其特征在于:所述微小力值测力仪受力点通过细绳与天平挂钩连接,细绳穿过轻质支架下方小孔,移动三维工作台X、Y轴方向位置,用目测方法,保证细绳始终处在支架小孔中心轴线位置,使测力仪受拉力点与天平刀口受力轴线一致。
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