CN110398315A - 一种力标准器及液压承载装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种力标准器及液压承载装置，力标准器包括压力承载装置，压力承载装置包括内腔用于填充液体的缸体，力标准器还包括用于检测缸体液体压力的液压传感器，缸体上设置有校准口，校准口处密封固定有封堵所述校准口且内侧面与所述液体接触的用于在内外方向上传递压力的传力膜片。本发明解决了现有技术中的力标准器因活塞与缸体之间存在摩擦力而导致影响校准精度的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种计量检定领域中的力标准器及液压承载装置。
背景技术
在计量检定领域，需要使用力标准器对各种工具进行力值的校准，大到几千吨的压力机，小到压力传感器，比如说对压力机的输出压力进行校准的力标准器，其包括液压缸，液压缸包括缸体与缸体密封移动配合的活塞，缸体上设置有用于检测缸体内液体压强的液压传感器，在对压力机的输出压力进行校准时，压力机的压头对活塞施压，液压传感器测得缸体内液体压强，然后根据活塞与液体的有效接触面积换算出活塞的受力即压力机的输出压力，从而对压力机进行校准。现有技术中的这种力标准器存在的问题在于：活塞与缸体之间存在摩擦力，这个摩擦了会影响校准精度，尤其是压力机对活塞施压的过程中，该摩擦力为静摩擦力，静摩擦力的不稳定性也会造成液压传感器读数的不稳定，最终都会影响校准精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种力标准器，以解决现有技术中的力标准器因活塞与缸体之间存在摩擦力而导致影响校准精度的问题；本发明的目的还在于提供一种使用该力标准器的液压承载装置。
为解决上述技术问题，本发明中力标准器的技术方案如下：
一种力标准器，包括压力承载装置，压力承载装置包括内腔用于填充液体的缸体，力标准器还包括用于检测缸体液体压力的液压传感器，缸体上设置有校准口，校准口处密封固定有封堵所述校准口且内侧面与所述液体接触的用于在内外方向上传递压力的传力膜片。
所述力标准器还包括活塞式压力计，活塞式压力计的测量端口通过所述内腔与所述液压传感器相连或者活塞式压力计的测量端口通过测量管路与所述液压传感器相连。
所述传力膜片外侧固定有外端外凸于所述缸体的压顶头，压顶头与所述校准口的口壁之间具有间隙。
所述间隙为0.1~0.5mm。
所述缸体上还连接有液体补偿器及检测所述压顶头高度位置的位移传感器。
所述缸体包括底座和固定于所述底座上端的压盖，所述间隙形成于压顶头与压盖之间，传力膜片具有固定于底座与压盖之间的外圈固定部和固定于所述压顶头上的内圈固定部，外圈固定部位于所述间隙的外侧，内圈固定部位于所述间隙的内侧，所述传力膜片上于所述外圈固定部与所述间隙之间形成外侧延展段，所述传力膜片上于所述内圈固定部与间隙之间形成内侧延展段。
所述外侧延展段、内侧延展段的径向宽度相同。
本发明中液压承载装置的技术方案为：
液压承载装置，括内腔用于填充液体的缸体，缸体上设置有校准口，校准口处密封固定有封堵所述校准口且内侧面与所述液体接触的用于在内外方向上传递压力的传力膜片。
所述传力膜片外侧固定有外端外凸于所述缸体的压顶头，压顶头与所述校准口的口壁之间具有间隙。
所述缸体包括底座和固定于所述底座上端的压盖，所述间隙形成于压顶头与压盖之间，传力膜片具有固定于底座与压盖之间的外圈固定部和固定于所述压顶头上的内圈固定部，外圈固定部位于所述间隙的外侧，内圈固定部位于所述间隙的内侧，所述传力膜片上于所述外圈固定部与所述间隙之间形成外侧延展段，所述传力膜片上于所述内圈固定部与间隙之间形成内侧延展段。
本发明的有益效果为：在需要对相应待校准设备校准时，待校准设备向传力膜片施加压力，传力膜片将该压力传递给缸体内的液体，通过液压传感器测得液体压力，从而对待校准设备进行校准。使用传力膜片传力，传力膜片与缸体之间无摩擦力存在，因此可以减小因摩擦力而导致的校准精度问题。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1中液体填充过多时的状态示意图；
图4是图1中液体填充过少时的状态示意图。
具体实施方式
一种力标准器的实施例如图1~4所：包括压力承载装置，压力承载装置包括内腔10用于填充液体的缸体，液体可以是液压油，缸体包括底座9和通过螺栓15固定于底座9上的压盖3，底座9上设置有三个与内腔相通的连接口1，其中一个连接口上安装有液压传感器13，另外一个连接口上连接有液体补偿器14，液体补偿器包括油箱和油泵，其作用的是向内腔中抽放液体。力标准器还包括活塞式压力计（图中未示出），活塞式压力计包括测量端口，活塞式压力计是用于对液压传感器进行校准的一个校准器具，其属于现有技术，具体结构不再详述，活塞式压力计的测量端口与另外一个连接口相连，这样就实现了测量端口通过内腔与液压传感器相连，在测量端口处设置有开关阀，通过活塞式压力计可以对液压传感器自身进行校准，在不需要对液压传感器进行校准时，关闭开关阀，避免内腔中液体压力对活塞式压力计的影响。当然在本发明的其它实施例中，活塞式压力计的测量端口也可以不通过内腔与液压传感器相连，比如说活塞式压力计的测量端口通过测量管路与液压传感器相连，此时液压传感器的进口处需要设置一个三通，三通的一个接口接在液压传感器上，一个接口接在与内腔相连的连接口上，另外一个接口通过测量管路与活塞式压力计的测量端口相连，测量管路上设置开关阀。当然活塞式压力计也可以不是本力标准器技术方案的一部分，对液压传感器校准时，可以将液压传感器拆掉拿去校准。
缸体上设置有校准口，在本实施例中，校准口由底座9上侧的敞口形成，底座与压盖之间通过夹紧密封固定有用于封堵校准口的传力膜片7，传力膜片与底座之间设置有第一橡胶密封圈2，传力膜片7能在上下方向上弹性变形，传力膜片的内侧面与液体接触以用于在上下方向上传递压力，在本实施例中，传力膜片由具有韧性的不锈钢材料制成。传力膜片的中部通过下压膜板11固定有外端外凸于缸体的压顶头，压顶头5与缸体的压盖3之间具有间隙6，本实施例中间隙为0.2mm。在本实施例中，下压膜板11通过螺栓固定于压顶头5上，下压膜板11与传力膜片7之间设置有第二密封圈12。
传力膜片7具有固定于底座与压盖之间的外圈固定部71和固定于压顶头5上的内圈固定部74，外圈固定部71位于间隙6的外侧，内圈固定部74位于间隙6的内侧，传力膜片上于外圈固定部71与间隙6之间形成外侧延展段72，传力膜片上于内圈固定部74与间隙之间形成内侧延展段73。外侧延展段、内侧延展段的径向宽度相同。
使用时，通过液体补偿器向缸体的内腔中充入液体，充入的液体量以使传力膜片平整为宜，具体控制时，可以通过压顶头的高度控制来实现，因为传力膜片平整时，压顶头对应一个高度值，此时传力膜片产生的变形几乎没有，校准精度可以达到最高。以对压力机校准为例，压力机的压头作用于压顶头上，压顶头通过传力膜片向液体施加压力，液体具有不可压缩性，因此，传力膜片不会产生多大的变形，但是能在上下方向上变形的传力膜片可以将压顶头的力传递给液体，液压传感器测得液体压强，根据压顶头与液体的有效接触面积换算压顶头的受力即压力机的输出力。本实施例中，压顶头与压盖之间的间隙较小，仅为0.1mm，因此压顶头的截面积则可以认为是与液体的有效接触面积。压顶头的设置使得两个参数是固定的，即压顶头与液体的有效接触面积和压顶头与压盖的不接触，如果不设压顶头，压力机的压头也可以直接对传力膜片施压，此时需要保证压头不与压盖接触，同时在压力换算时，需要计算压头的截面积。
在向内腔中填充液体时，容易出现过充的问题，如图3所示，液体充多时，传力膜片的中部会向上变形，会避间隙位置的传力膜片受过大的剪切力，通过内侧延展段的延展变形，来保证传力膜片不会被剪坏；同样的道理，如果液体充少时，在使用时，传力膜片的中部会向下变形，为避免间隙位置的传力膜片受过大的剪切力，通过外侧延展段的变形，来保证传力膜片不会被剪坏。
在本发明的其它实施例中：液体补偿器也可以不是本力标准器技术方案的一部分，力标准器出厂时，在缸体的内腔中已经填充有合适的液体，或者消费者自行使用泵向腔体内填充液体；压顶头与压盖之间的间隙还可以是0.1mm、0.5mm或者0.1~0.5mm之间的任意值；传力膜片也可以由非金属材料制成，比如说橡胶等能够传力的具有韧性的材质；传力膜片与缸体、压顶头的固定也可以通过焊接来实现。
Claims (10)
1.力标准器， 其特征在于：包括压力承载装置，压力承载装置包括内腔用于填充液体的缸体，力标准器还包括用于检测缸体液体压力的液压传感器，缸体上设置有校准口，校准口处密封固定有封堵所述校准口且内侧面与所述液体接触的用于在内外方向上传递压力的传力膜片。
2.根据权利要求1所述的力标准器，其特征在于：所述力标准器还包括活塞式压力计，活塞式压力计的测量端口通过所述内腔与所述液压传感器相连或者活塞式压力计的测量端口通过测量管路与所述液压传感器相连。
3.根据权利要求1所述的力标准器，其特征在于：所述传力膜片外侧固定有外端外凸于所述缸体的压顶头，压顶头与所述校准口的口壁之间具有间隙。
4.根据权利要求3所述的力标准器，其特征在于：所述间隙为0.1~0.5mm。
5.根据权利要求3所述的力标准器，其特征在于：所述缸体上还连接有液体补偿器及检测所述压顶头高度位置的位移传感器。
6.根据权利要求3~5任意一项所述的力标准器，其特征在于：所述缸体包括底座和固定于所述底座上端的压盖，所述间隙形成于压顶头与压盖之间，传力膜片具有固定于底座与压盖之间的外圈固定部和固定于所述压顶头上的内圈固定部，外圈固定部位于所述间隙的外侧，内圈固定部位于所述间隙的内侧，所述传力膜片上于所述外圈固定部与所述间隙之间形成外侧延展段，所述传力膜片上于所述内圈固定部与间隙之间形成内侧延展段。
7.根据权利要求6所述的力标准器，其特征在于：所述外侧延展段、内侧延展段的径向宽度相同。
8.液压承载装置，其特征在于：包括内腔用于填充液体的缸体，缸体上设置有校准口，校准口处密封固定有封堵所述校准口且内侧面与所述液体接触的用于在内外方向上传递压力的传力膜片。
9.根据权利要求8所述的液压承载装置，其特征在于：所述传力膜片外侧固定有外端外凸于所述缸体的压顶头，压顶头与所述校准口的口壁之间具有间隙。
10.根据权利要求9所述的液压承载装置，其特征在于：所述缸体包括底座和固定于所述底座上端的压盖，所述间隙形成于压顶头与压盖之间，传力膜片具有固定于底座与压盖之间的外圈固定部和固定于所述压顶头上的内圈固定部，外圈固定部位于所述间隙的外侧，内圈固定部位于所述间隙的内侧，所述传力膜片上于所述外圈固定部与所述间隙之间形成外侧延展段，所述传力膜片上于所述内圈固定部与间隙之间形成内侧延展段。
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