CN114858345A - 托盘式微型测力计标定装置和标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种托盘式微型测力计标定装置，包括底座、顶杆、砝码托盘和测力传感器安装基础；顶杆垂直设置且固定于底座上，砝码托盘的底端架设于顶杆的顶端所形成的支撑平面上；测力传感器安装基础的下部安装于底座上，测力传感器安装基础的上部顶端设置有测力传感器安装平台；测力传感器安装基础位于砝码托盘的正下方，砝码托盘的重心与安装传感器的位置的中心在竖直方向上重合。该装置通过把测力传感器举升将标定参照物举起、同时保证标定参照物自身平衡的方式，来保证活动标定架的全部重量能够有效传递至测力传感器，进而解决标定参照物存在其它支撑结构导致力的传递过程受影响的问题。

Description

托盘式微型测力计标定装置和标定方法

技术领域

本发明涉及微型测力计的标定装置，具体的说，涉及了一种托盘式微型测力计标定装置，以及一种标定方法。

背景技术

测力计的标定工作主要是标定测力传感器，传感器的精度直接决定了测力计的精度。

目前的测力计标定装置大多过于复杂，成本高昂，不易普及应用。

原因在于施加力的装置，其施加的力本身大小的准确度就是难以控制的。

常用的做法是使用砝码来标定，但是传导力的结构是否会带来损失也是未知的。

如申请号为：201220559410.6，发明名称为：气浮静重式微型测力传感器标定装置的实用新型专利，是用气浮轴配合砝码，对力传感器进行标定。

但是，砝码重量向传感器传递的过程中经过了气浮轴，虽然气浮轴的原理是通过空气作为润滑剂来实现减少摩擦力的目的，但是气浮轴在应用过程中是否真的能保证完全悬浮，实际是未知的。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种解决标定参照物与外部支撑之间存在接触导致的重量传递不充分的问题、提高标定准确性的托盘式微型测力计标定装置，以及一种标定方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种托盘式微型测力计标定装置，包括底座、若干顶杆、砝码托盘和可调节升降的测力传感器安装基础；

若干所述顶杆垂直设置且底部固定于所述底座上，若干所述顶杆的顶端形成支撑平面，所述砝码托盘的底端架设于所述顶杆的顶端所形成的支撑平面上；

所述测力传感器安装基础的下部固定部分安装于所述底座上，所述测力传感器安装基础的上部活动部分的顶端设置有测力传感器安装平台；

所述测力传感器安装基础位于所述砝码托盘的正下方，所述砝码托盘的重心与所述测力传感器安装平台上的用于安装传感器的位置的中心在竖直方向上重合。

基上所述，所述砝码托盘为带有平衡翼的砝码托盘。

基上所述，所述底座的下端设置有调平机构。

基上所述，所述测力传感器安装基础包括竖向滑台、传感器座和加长固定柱，所述竖向滑台固定于底座上，所述传感器座固定于竖向滑台的顶端，所述加长固定柱的下部穿入传感器固定座的顶部竖向盲孔中，所述加长固定柱的顶端中心处设置传感器安装半腔，所述加长固定柱的上端面形成所述测力传感器安装平台。

基上所述，所述砝码托盘上设置有水平仪。

一种托盘式微型测力计标定装置，包括底座、若干顶杆、砝码托盘和可调节升降的测力传感器安装基础；

若干所述顶杆垂直设置且顶部固定于所述砝码托盘的底端，若干所述顶杆的底端形成支撑平面，所述砝码托盘依托所述顶杆支撑在所述底座上，所述顶杆以砝码托盘的中心对称布置；

所述测力传感器安装基础的下部固定部分安装于所述底座上，所述测力传感器安装基础的上部活动部分的顶端设置有测力传感器安装平台；

所述测力传感器安装基础位于所述砝码托盘的正下方，所述砝码托盘的重心与所述测力传感器安装平台上的用于安装传感器的位置的中心在竖直方向上重合。

基上所述，所述砝码托盘的外周距离顶杆的距离大于等于顶杆至砝码托盘中心处的距离，所述砝码托盘上设置有水平仪。

基上所述，所述底座的下端设置有调平机构。

基上所述，所述测力传感器安装基础包括竖向滑台、传感器座和加长固定柱，所述竖向滑台固定于底座上，所述传感器座固定于竖向滑台的顶端，所述加长固定柱的下部穿入传感器固定座的顶部竖向盲孔中，所述加长固定柱的顶端中心处设置传感器安装半腔，所述加长固定柱的上端面形成所述测力传感器安装平台。

一种微型测力计标定方法，包括所述的托盘式微型测力计标定装置，通过以下步骤完成标定：

步骤1）对底座进行调平，保证砝码托盘整体不偏斜；

步骤2）控制所述测力传感器安装基础下移至与砝码托盘分离，将测力传感器安装在测力传感器安装平台上，确保测力传感器的受力面朝上且受力面高于测力传感器安装平台；

步骤3）控制测力传感器安装基础抬升，测力传感器与砝码托盘接触，并将砝码托盘顶起，使砝码托盘仅与测力传感器接触、其它位置悬空，然后读取测力传感器的读数；

步骤4）对步骤3）的读数进行去皮操作，该读数作为调零读数，然后控制测力传感器安装基础归位；

步骤5）将砝码放在砝码托盘的重心位置处，重复步骤1）-步骤3），得到的读数减去步骤4）中得到的调零读数，即为测得的砝码重量数据，判断该数据与砝码重量是否一致，进而对测力传感器进行标定。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明采用一套砝码托盘和砝码的组合形式作为标定参照物，然后设计测力传感器安装基础、底座、顶杆等结构来构成承托机构，通过控制测力传感器安装基础抬升，使受测测力传感器与砝码托盘接触并将其顶起，由于被托举起来的砝码托盘其它位置悬空，仅与测力传感器接触，使得砝码托盘和砝码的全部重量都传递到测力传感器上，解决了传统的对传感器进行外部施压的方法存在的施压机构自身准确性的问题，同时摒弃了标定参照物与受测传感器通过中间件传递重量的方法，解决中间件有可能存在的摩擦力等阻力问题导致的力的传导不充分的问题。

由于取消了中间的传动件和施力机构，采用静态的标准重量的标定参照物进行标定，标定准确性大幅提高，同时还解决了微型测力传感器受力面小，难以直接进行标定的一系列问题。

进一步的，为防止砝码托盘出现偏斜，安装水平仪等检测装置，来保证标定过程中活动标定架的稳定性，同时，为了保证整个系统的平稳，在立架的底端也配置调平机构。

进一步的，从结构上为了砝码盘的稳定和平衡，在砝码盘上设计平衡翼，在不同的方案中，还可以将顶杆与砝码盘连接在一起，作为砝码盘的稳定基础，延长砝码盘的平衡空间，增加平衡性。

进一步的，为了方便安装测力传感器，测力传感器安装基础设计为包括竖向滑台、传感器座和加长固定柱的结构，加长固定柱用于和传感器座稳定适配，其主要解决的是微型测力传感器体积过小，不易直接安装在滑台上或传感器座上的问题。

附图说明

图1是本发明实施例1中托盘式微型测力计标定装置的结构示意图之一。

图2是本发明实施例1中托盘式微型测力计标定装置的结构示意图之二。

图3是本发明实施例2中托盘式微型测力计标定装置的结构示意图。

图中：1.底座；2.顶杆；3.砝码托盘；4.测力传感器安装基础；4-1.竖向滑台；4-2.传感器固定座；4-3.加长固定柱；5.测力传感器；6.调平机构；7.砝码。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

如图1和图2所示，一种托盘式微型测力计标定装置，包括底座1、若干顶杆2、砝码托盘3和可调节升降的测力传感器安装基础4。

若干所述顶杆2垂直设置且底部固定于所述底座1上，若干所述顶杆2的顶端形成支撑平面，所述砝码托盘3的底端架设于所述顶杆2的顶端所形成的支撑平面上，所述底座1的下端设置有调平机构6，用于保证标定基础的平衡性。

所述测力传感器安装基础4的下部固定部分安装于所述底座1上，所述测力传感器安装基础4的上部活动部分的顶端设置有测力传感器安装平台，具体的，所述测力传感器安装基础4包括竖向滑台4-1、传感器座4-2和加长固定柱4-3，所述竖向滑台4-1固定于底座1上，所述传感器座4-2固定于竖向滑台4-1的顶端，所述加长固定柱4-3的下部穿入传感器固定座4-2的顶部竖向盲孔中，所述加长固定柱4-3的顶端中心处设置传感器安装半腔，所述加长固定柱4-3的上端面形成所述测力传感器安装平台，测力传感器5安装在加长固定柱4-3的传感器安装半腔中，并将顶端露出来，超出测力传感器安装平台，以避免影响到受力。

所述测力传感器安装基础4位于所述砝码托盘3的正下方，所述砝码托盘3的重心与所述测力传感器安装平台上的用于安装传感器的位置的中心在竖直方向上重合。

其它实施例中，为了增加砝码托盘的平衡性，防止在标定过程中偏斜或翻转，所述砝码托盘为带有平衡翼的砝码托盘。

其它实施例中，为了保证标定过程中对砝码托盘的平衡性的观测，所述砝码托盘上设置有水平仪。

工作原理：

步骤1）对底座1进行调平，保证砝码托盘3整体不偏斜；

步骤2）控制所述测力传感器安装基础4下移至与砝码托盘3分离，将测力传感器5安装在测力传感器安装平台上，确保测力传感器的受力面朝上且受力面高于测力传感器安装平台；

步骤3）控制测力传感器安装基础抬升，测力传感器5与砝码托盘3接触，并将砝码托盘3顶起，使砝码托盘3仅与测力传感器接触、其它位置悬空，然后读取测力传感器的读数；

步骤4）对步骤3）的读数进行去皮操作，该读数作为调零读数，然后控制测力传感器安装基础归位；

步骤5）将砝码7放在砝码托盘的重心位置处，重复步骤1）-步骤3），得到的读数减去步骤4）中得到的调零读数，即为测得的砝码重量数据，判断该数据与砝码重量是否一致，进而对测力传感器进行标定。

这种标定方法摆脱了标定参照物对其它辅助支撑件或施压结构的依赖，解决了标定参照物无法将全部重力传递至砝码托盘的问题，标定结果相对更加准确。

实施例2

如图3所示，一种托盘式微型测力计标定装置，包括底座1、若干顶杆2、砝码托盘3和可调节升降的测力传感器安装基础4，所述底座1的下端设置有调平机构6。

若干所述顶杆2垂直设置且顶部固定于所述砝码托盘3的底端，若干所述顶杆2的底端形成支撑平面，所述砝码托盘3依托所述顶杆2支撑在所述底座1上，所述顶杆2以砝码托盘的中心对称布置。

所述测力传感器4安装基础的下部固定部分安装于所述底座1上，所述测力传感器安装基础的上部活动部分的顶端设置有测力传感器安装平台；具体的，所述测力传感器安装基础4包括竖向滑台4-1、传感器座4-2和加长固定柱4-3，所述竖向滑台固定于底座上，所述传感器座固定于竖向滑台的顶端，所述加长固定柱的下部穿入传感器固定座的顶部竖向盲孔中，所述加长固定柱的顶端中心处设置传感器安装半腔，所述加长固定柱的上端面形成所述测力传感器安装平台。

所述测力传感器安装基础位于所述砝码托盘的正下方，所述砝码托盘的重心与所述测力传感器安装平台上的用于安装传感器的位置的中心在竖直方向上重合。

为了保证砝码托盘3在托举过程中能够保持平衡，所述砝码托盘3的外周距离顶杆2的距离大于等于顶杆2至砝码托盘3中心处的距离，以形成比较稳定的平衡结构，所述砝码托盘上设置有水平仪。

本实施例相对实施例1而言，由于顶杆2与砝码托盘3的连接关系将砝码托盘3的长度延伸，顶杆2能够作为砝码托盘3的翼结构存在，更有利于保证砝码托盘的平衡和稳定。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种托盘式微型测力计标定装置，其特征在于：包括底座、若干顶杆、砝码托盘和可调节升降的测力传感器安装基础；

若干所述顶杆垂直设置且底部固定于所述底座上，若干所述顶杆的顶端形成支撑平面，所述砝码托盘的底端架设于所述顶杆的顶端所形成的支撑平面上；

所述测力传感器安装基础的下部固定部分安装于所述底座上，所述测力传感器安装基础的上部活动部分的顶端设置有测力传感器安装平台；

所述测力传感器安装基础位于所述砝码托盘的正下方，所述砝码托盘的重心与所述测力传感器安装平台上的用于安装传感器的位置的中心在竖直方向上重合。

2.根据权利要求1所述的托盘式微型测力计标定装置，其特征在于：所述砝码托盘为带有平衡翼的砝码托盘。

3.根据权利要求2所述的托盘式微型测力计标定装置，其特征在于：所述底座的下端设置有调平机构。

4.根据权利要求1-3任一项所述的托盘式微型测力计标定装置，其特征在于：所述测力传感器安装基础包括竖向滑台、传感器座和加长固定柱，所述竖向滑台固定于底座上，所述传感器座固定于竖向滑台的顶端，所述加长固定柱的下部穿入传感器固定座的顶部竖向盲孔中，所述加长固定柱的顶端中心处设置传感器安装半腔，所述加长固定柱的上端面形成所述测力传感器安装平台。

5.根据权利要求4所述的托盘式微型测力计标定装置，其特征在于：所述砝码托盘上设置有水平仪。

6.一种托盘式微型测力计标定装置，其特征在于：包括底座、若干顶杆、砝码托盘和可调节升降的测力传感器安装基础；

若干所述顶杆垂直设置且顶部固定于所述砝码托盘的底端，若干所述顶杆的底端形成支撑平面，所述砝码托盘依托所述顶杆支撑在所述底座上，所述顶杆以砝码托盘的中心对称布置；

所述测力传感器安装基础的下部固定部分安装于所述底座上，所述测力传感器安装基础的上部活动部分的顶端设置有测力传感器安装平台；

所述测力传感器安装基础位于所述砝码托盘的正下方，所述砝码托盘的重心与所述测力传感器安装平台上的用于安装传感器的位置的中心在竖直方向上重合。

7.根据权利要求6所述的托盘式微型测力计标定装置，其特征在于：所述砝码托盘的外周距离顶杆的距离大于等于顶杆至砝码托盘中心处的距离，所述砝码托盘上设置有水平仪。

8.根据权利要求7所述的托盘式微型测力计标定装置，其特征在于：所述底座的下端设置有调平机构。

9.根据权利要求6-8任一项所述的托盘式微型测力计标定装置，其特征在于：所述测力传感器安装基础包括竖向滑台、传感器座和加长固定柱，所述竖向滑台固定于底座上，所述传感器座固定于竖向滑台的顶端，所述加长固定柱的下部穿入传感器固定座的顶部竖向盲孔中，所述加长固定柱的顶端中心处设置传感器安装半腔，所述加长固定柱的上端面形成所述测力传感器安装平台。

10.一种微型测力计标定方法，其特征在于：包括权利要求1-9任一项所述的托盘式微型测力计标定装置，通过以下步骤完成标定：

步骤1）对底座进行调平，保证砝码托盘整体不偏斜；

步骤2）控制所述测力传感器安装基础下移至与砝码托盘分离，将测力传感器安装在测力传感器安装平台上，确保测力传感器的受力面朝上且受力面高于测力传感器安装平台；

步骤3）控制测力传感器安装基础抬升，测力传感器与砝码托盘接触，并将砝码托盘顶起，使砝码托盘仅与测力传感器接触、其它位置悬空，然后读取测力传感器的读数；

步骤4）对步骤3）的读数进行去皮操作，该读数作为调零读数，然后控制测力传感器安装基础归位；

步骤5）将砝码放在砝码托盘的重心位置处，重复步骤1）-步骤3），得到的读数减去步骤4）中得到的调零读数，即为测得的砝码重量数据，判断该数据与砝码重量是否一致，进而对测力传感器进行标定。

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