CN115077789B - 一种简支型力值传感器量值溯源装置和校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种简支型力值传感器量值溯源装置和校准方法，包括壳体、用于力值传感器量值溯源的支撑和固定的夹持系统、用于加载端向夹持系统上固定的力值传感器的方向移动，并完成量值溯源的力值加卸载的力值加卸载系统，以及与力值加卸载系统的加载端之间呈垂直同轴串联，用于测量力值加卸载系统加卸载的力值的标准力值系统。本发明可对简支型结构力值传感器量值溯源结果进行分析和修正，并改善了力值传感器量值溯源装置的结构，使得测量校准工作测量精准、操作简单且高效，提高了对力值传感器检测的通用性、准确度以及便捷性。

Description

一种简支型力值传感器量值溯源装置和校准方法

技术领域

本发明涉及力值传感器技术领域，特别是一种简支型力值传感器量值溯源装置和校准方法。

背景技术

力值传感器作为一种测量实时力值的计量仪器，是力学科学研究领域中最重要的设备之一，广泛应用于航天航空、汽车测试、医疗器械、自动化设备、工程机械、轨道交通等各领域。随着国民经济和科学技术水平的快速发展，传统外形的力值传感器应用范围不断受到限制，对于各类非常规外形的力值传感器的需求量不断增加，尤其是在测量空间受限的情况下，一种简支型力值传感器的广泛应用尤为突出；

简支型力值传感器外形一般为长条形，横截面可以为圆形、方形或根据实际安装空间加工的各类适配外形，其主要特征为力值加载的方向与安装方向垂直，受力点在力值传感器的中间位置，由于需要承载较大力值，故此类传感器的首尾两端需要进行加粗，整体形成一个两端支起，中间受力的简支型结构。该结构优点在于可以适应特殊的测量环境，缺点为测量准确度较低。

简支型力值传感器目前广泛应用于各类特殊结构的力值测量设备中，比如轨道交通系统使用的用于在线测量铁路道岔转辙机推力的转辙机测试系统内配套的一种销型力值传感器；工程机械领域在挖掘机铲斗和机械臂连接处、起重设备吊钩和吊臂连接处上安装的轴式测力传感器等；随着此类力值传感器的广泛应用，对于简支型结构力值传感器的量值溯源需求变得越来越多。

目前，针对简支型结构力值传感器的量值溯源研究还处于起步阶段，国内外研究并不深入，测量方案较少。现存的这些测量方案普遍存在较多问题，要么准确度低，达不到检定规程或校准规范的要求；要么方法繁琐，成本高昂，应用面狭窄。由于简支型力值传感器的测量准确度较低，而现存的各种测量方案均未对量值溯源结果进行分析和修正，不利于简支型力值传感器的实际运用。所以目前急需研发一种通用性好、准确度等级高、操作简便同时兼顾成本的简支型力值传感器量值溯源装置以及校准方法来解决上述问题。

发明内容

鉴于上述现有的力值传感器量值溯源设备中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明其中的一个目的是提供一种简支型力值传感器量值溯源装置和校准方法，本方案可对简支型结构力值传感器量值溯源结果进行分析和修正，并改善了设备结构，测量精准、操作简单且高效，提高了对力值传感器检测的通用性、准确度以及便捷性。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种简支型力值传感器量值溯源装置，包括壳体，用于承载和防护所述简支型力值传感器量值溯源装置；夹持系统，用于力值传感器量值溯源的支撑和固定，设于壳体的内腔底部；力值加卸载系统，设于壳体的内腔顶部并位于所述夹持系统的正上方，用于加载端向所述夹持系统上固定的简支型力值传感器的方向移动，并完成量值溯源的力值加卸载，同时通过力值加卸载系统对力值加卸载速率进行调节；标准力值系统，设于壳体的内腔中部且位于所述力值加卸载系统和所述夹持系统之间，并与所述力值加卸载系统的加载端和所述夹持系统的承压端之间呈垂直同轴串联，用于指示所述力值加卸载系统加卸载的标准力值。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述夹持系统包括安装在壳体内腔底部的水平轨道，和滑动连接所述水平轨道的第一支撑块和第二支撑块，所述第一支撑块和第二支撑块可在水平轨道上水平移动，并通过支撑块紧固螺丝定位；

所述力值加卸载系统包括安装在壳体内腔中的驱动电机、与所述驱动电机输出轴连接的传动机构、与所述传动机构连接的传力丝杠、与所述传力丝杠连接的丝杠套和与所述驱动电机连接的电机控制器，其中，所述丝杠套安装在壳体的顶部，所述电机控制器为活动手持式；

所述标准力值系统包括安装在所述传力丝杠底端的第一加压垫、位于所述第一加压垫下方的标准力值传感器、与标准力值传感器连接的标准力值传感器指示仪表、位于所述标准力值传感器下方的承压垫、与所述承压垫底壁连接的竖杆、安装在所述竖杆外壁的套筒以及安装在所述竖杆底端的所述第二加压垫。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述第一支撑块和第二支撑块呈L形设置并采用多种规格，且第一支撑块和第二支撑块的竖边上均开设有用于支撑简支型力值传感器的V型槽。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述套筒内壁活动连接竖杆；

作为本发明的一种优选方案，其中：所述壳体的内腔壁上安装有垂直导轨，所述垂直导轨与传力丝杠保持垂直且平行，所述第一加压垫的外后壁上安装有与垂直导轨滑动连接的第一加压垫滑块，所述套筒外后壁上安装有与垂直导轨滑动连接的套筒滑块，所述第一加压垫滑块和套筒滑块均可沿着垂直导轨移动，所述套筒滑块可由紧固螺丝定位，实现力值的同轴传递。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述竖杆的顶端直径大于其底端直径，且竖杆在套筒中位于下侧的侧壁上套设有弹簧，竖杆的底端延伸出套筒并活动连接第二加压垫，所述竖杆的顶端延伸出套筒并活动连接承压垫；所述竖杆与传力丝杠之间为垂直同轴设置。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述传动机构在远离驱动电机的一侧安装有第一手轮和第二手轮，所述第一手轮和第二手轮通过联动轴进而齿轮啮合连接传动机构，所述第一手轮的直径大于第二手轮，通过旋转所述第一手轮，实现力值快速加卸载，通过旋转所述第二手轮，实现力值慢速加卸载。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述水平轨道的前侧壁上开槽，嵌入式的安装有水平调节气泡，所述水平调节气泡呈居中设置，所述壳体的底部呈矩形对称状的安装有至少四个水平调节脚座。

一种简支型力值传感器量值溯源装置的校准方法，包括以下步骤：

步骤1：旋转水平调节脚座并配合水平调节气泡进行判断，将整套简支型力值传感器量值溯源装置调节至水平；

步骤2：将需校准的简支型力值传感器与第一支撑块和第二支撑块进行比较，选择尺寸合适的第一支撑块和第二支撑块并安装，调节好第一支撑块和第二支撑块的间距，使用支撑块紧固螺丝将第一支撑块和第二支撑块定位，将简支型力值传感器水平安放第一支撑块和第二支撑块上，使简支型力值传感器受力方向与简支型力值传感器量值溯源装置加力方向保持一致；

步骤3：选择外形合适的第二加压垫并安装，调整好第二加压垫和简支型力值传感器之间的距离；

步骤4：根据需校准的简支型力值传感器量程和准确度等级，选择相应的标准力值传感器，居中放置在竖杆顶部的承压垫上，通过移动套筒滑块沿着垂直导轨调整好套筒位置，并使用套筒紧固螺丝定位，保证力值沿着一条垂直的轴线完整地传递；

步骤5：将需要校准的简支型力值传感器和标准力值传感器开机预热至标准力值传感器指示仪表和简支型力值传感器指示仪表示值稳定，然后将标准力值传感器指示仪表和简支型力值传感器指示仪表示值同时清零；

步骤6：通过驱动电机或者转动第一手轮和第二手轮，按照简支型力值传感器量程的10%、20%、40%、60%、80%、100%共设置6个测量点，以标准力值传感器示值为参考示值，逐级加载力值至满量程后卸载，分别记录简支型力值传感器在各标准力值点的实际示值，该步骤重复三次，取每个测量点三次示值的平均值为测量结果并记录，给出测量结果报告；

步骤7：给出测量结果，计算本次测量结果的标准不确定度；

步骤8：给出测量结果的修正值拟合公式和拟合曲线。

本发明的有益效果：本发明可实现简支型力值传感器的量值溯源，并对溯源结果进行分析和修正，改善了设备结构，测量精准、操作简单且高效，提高了对力值传感器检测的通用性、准确度以及便捷性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明实施例1中简支型力值传感器量值溯源校准方法的流程框图；

图2为本发明实施例1中简支型力值传感器量值溯源装置的使用结构示意图；

图3为本发明实施例1中10kN简支型力值传感器修正值拟合曲线图；

图4为本发明实施例1中简支型力值传感器的受力示意图；

图5为本发明实施例2中溯源装置的结构示意图；

图6为本发明图5中壳体内结构的正视图；

图7为本发明图5中量值溯源部分结构示意图；

图8为本发明实施例2中垂直导轨和滑块的部分结构示意图。

图中标号：1、壳体；2、力值加卸载系统；201、传动机构；202、传力丝杠；203、驱动电机；204、丝杠套；205、电机控制器；2011、垂直导轨；2012、第一加压垫滑块；2013、套筒滑块；3、夹持系统；301、水平轨道；302、第一支撑块；303、第二支撑块；304、V型槽；305、支撑块紧固螺丝；3011、水平调节气泡；4、标准力值系统；401、标准力值传感器；402、第一加压垫；403、承压垫；404、竖杆；405、套筒；406、第二加压垫；407、简支型力值传感器；408、套筒紧固螺丝；409、标准力值传感器指示仪表；410、简支型力值传感器指示仪表；5、水平调节脚座；601、第一手轮；602、第二手轮。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的力值传感器量值溯源设备的准确度低，达不到检定规程或校准规范的要求，同时校准检测方法繁琐，成本高昂，应用面狭窄，现存的各种测量方案均未对量值溯源结果进行分析和修正，不利于简支型力值传感器的实际运用；

基于此，本发明提出了一种简支型力值传感器量值溯源装置及其方法，通过采用本发明的压向溯源方案，遵循传统的力值传感器量值溯源理论，保证了准确度符合国家计量技术规范的要求，解决了简支型力值传感器量值溯源的技术难题，并且显著提高了简支型力值传感器量值溯源的准确性。

实施例一，参照图1和图2，为本发明的一个实施例，该实施例提供了一种简支型力值传感器量值溯源校准方法，具体步骤如下：

步骤1：旋转水平调节脚座5并配合水平调节气泡3011进行判断，将整套简支型力值传感器量值溯源装置调节至水平；

步骤2：将需校准的简支型力值传感器407与第一支撑块302和第二支撑块303进行比较，选择尺寸合适的第一支撑块302和第二支撑块303，并调节好第一支撑块302和第二支撑块303的间距，使用支撑块紧固螺丝305将第一支撑块302和第二支撑块303定位，将简支型力值传感器407水平安放第一支撑块302和第二支撑块303上，使简支型力值传感器407受力方向与简支型力值传感器量值溯源装置加力方向保持一致；

步骤3：选择外形合适的第二加压垫406并安装，调整好第二加压垫406和简支型力值传感器407之间的距离；

步骤4：根据需校准的简支型力值传感器407量程和准确度等级，选择相应的标准力值传感器401，居中放置在竖杆404顶部的承压垫403上，沿着垂直导轨2011调整好套筒405位置，并使用套筒紧固螺丝408将套筒405定位，保证力值沿着一条垂直的轴线完整地传递；

步骤5：将需要校准的简支型力值传感器407和标准力值传感器401开机预热至标准力值传感器指示仪表409和简支型力值传感器指示仪表410示值稳定，然后将标准力值传感器指示仪表409和简支型力值传感器指示仪表410同时清零；

步骤6：通过驱动电机203或者手摇第一手轮601和第二手轮602，按照简支型力值传感器407量程的10%、20%、40%、60%、80%、100%共设置6个测量点，同时根据实际需求可选取其他不同的测量点，逐级加载力值至满量程后卸载，分别记录简支型力值传感器指示仪表410在各标准力值点的实际示值，该步骤重复三次，取每个测量点三次示值的平均值为测量结果并记录，给出测量结果报告；

步骤7：给出测量结果，计算本次测量结果的标准不确定度，为便于说明，本实施例给出一个具体实施例，具体步骤如下：

步骤7.1：在本实施例中，被校准的简支型力值传感器407型号为ZXZD-30B，测量范围（0.1～10）kN，采用的标准力值传感器401符合准确度等级0.1级，测量范围（0.1～10）kN。以标准力值传感器401产生的力值为准，在标准力值10.00kN处，记录10次被溯源简支型力值传感器407测量值，分别为：10.59，10.49，10.62，10.52，10.57，10.64，10.42，10.48，10.53，10.55；单位kN。

被测简支型力传感器407分辨力为0.01kN；选用标准力值传感器401准确度等级为0.1级、环境温度变化为0.2℃。

步骤7.2：建立标准力值传感器401准确度

的数学模型；

（1）

式中：

——标准力

作用下，简支型力值传感器407在第

点的测量值；

——测量第

点加载的标准力值；

步骤7.3：合成标准不确定度评定模型，根据函数误差理论，公式（1）可以导出简支 型力值传感器力值误差的合成标准不确定度

：

（2）

由于

与

彼此独立，对公式（1）中

和

分别求偏导数，有：

（3）

（4）

（3）（4）代入公式（2），则公式（2）可简化为：

（5）

步骤7.4：标准不确定度分量评定；

步骤7.4.1：标准不确定度分量

评定：

步骤7.4.1.1：在10kN测量点重复测量10次，运用贝塞尔公式，此时由示值重复性 引入的不确定度

为：

（6）

步骤7.4.1.2：由简支型力值传感器407示值分辨力

引入的不确定度

符合均匀分布，为：

（7）

步骤7.4.2：标准不确定度分量

评定；

步骤7.4.2.1：标准力值传感器401准确度

引入的不确定度

符合均匀 分布，为：

（8）

步骤7.4.2.2：环境温度变化

引入的不确定度

符合均匀分布，

为 铁的热膨胀系数，参考值为

有：

（9）

步骤7.5：合成标准不确定度；

由于各项不确定度分量独立无关，将公式（6）～（9）代入公式（5）有：

（10）

步骤7.6：扩展不确定度；

一般取

，此时扩展不确定度

和相对扩展不确定度

为：

（11）

（12）

步骤8：给出测量结果的修正值拟合公式和拟合曲线，本实施例为便于说明，本发明给出一个实施例，具体如下：

步骤8.1：某量程为10kN的简支型力值传感器量值溯源的结果如表1：

表1某10kN简支型力值传感器量值溯源的结果

步骤8.2：根据线性拟合相关计算公式，得到实测值线性拟合曲线，并进行验证，为 便于展示，采用二次项线性拟合公式如公式（13），拟合曲线如图3所示，其中

为测量时简支 型力值传感器指示器显示的数值，

为根据拟合方程得到的实际拟合值：

（13）

步骤8.3：进行验证，将表1中6个实测值代入公式（13），分别得到对应的拟合值，汇总如表2：

表2标准值、实测值、拟合值汇总表

步骤8.4：计算拟合值和标准值之间的相对误差，汇总如表3：

表3：拟合值和标准值之间的相对误差汇总表

步骤8.5：结论：从表3可以看出，测量结果通过线性拟合，每个拟合值与标准值之 间的绝对误差非常小，相对误差控制在了

以内，验证通过。

步骤8.6：此处需注意的是，如果在拟合值验证过程中有超出被测简支型力值传感器407最大允许误差的情况，则需使用更高次的拟合方程，直至验证通过。

基于上述拟合方程的说明：在传统的力值传感器溯源规范要求中，一般只会选择 若干个具有代表性的测量点进行溯源，所以测量结果报告中给出的修正值也只局限于这几 个测量点。而在简支型力值传感器407实际应用的过程中，这几个修正值无法覆盖所有的测 量点，且简支型力值传感器407的测量结果线性较差，所以本实施例的技术方案中提出了一 种基于线性拟合理论，给出修正值拟合方程的方法，在最后的测量结果报告中，配合特征测 量点修正值，提供拟合公式和拟合曲线，可显著提高测量结果的准确性。例如在某次测量活 动中，使用上述该简支型力值传感器407测量得到力值为5.28kN，将

带入到拟合方程

中，得到该测量点力值修正值为：

，那么在该测量点的实 际测量值应为4.99kN。

优选的，简支型力值传感器407测量结果的不确定度分量，包括测量重复性引入的 标准不确定度

、简支型力值传感器407示值分辨力引入的不确定度

、标准力值 传感器401准确度

引入的不确定度

、环境温度变化

引入的不确定度

。

实施例2，参照图5为本发明的第二个实施例，该实施例提供了一种简支型力值传感器量值溯源装置，包括壳体1，用于承载和防护简支型力值传感器量值溯源装置；夹持系统3，用于简支型力值传感器407量值溯源的支撑和固定，设于壳体1的内腔底部；力值加卸载系统2，设于壳体1的内腔顶部并位于夹持系统3的正上方，用于加载端向夹持系统3上固定的力值传感器的方向移动，并完成量值溯源的力值加卸载，同时通过力值加卸载系统2对力值加卸载速率进行调节；标准力值系统4，设于壳体1的内腔中部且位于力值加卸载系统2的正下方，并与力值加卸载系统2的加载端之间呈垂直同轴串联，用于测量力值加卸载系统2加卸载的力值。

参照图6和图7为本发明的二实施例，本实施例具体地，本实施例的夹持系统3包括安装在壳体1内腔底部的水平轨道301和滑动连接水平轨道301的第一支撑块302和第二支撑块303，第一支撑块302和第二支撑块303通过支撑块紧固螺丝305限位固定在水平轨道301上；本实施例的力值加卸载系统2包括安装在壳体1内腔中的驱动电机203、与驱动电机203输出轴连接的传动机构201、与传动机构201连接的传力丝杠202、与传力丝杠202连接的丝杠套204和与驱动电机203连接电机控制器205，其中，丝杠套204安装在壳体1的顶部，电机控制器205安装在传动机构201的外壳上；本实施例的标准力值系统4包括安装在传力丝杠202底端的第一加压垫402、位于第一加压垫402下方的标准力值传感器401、位于标准力值传感器401下方的承压垫403、与承压垫403底壁连接的竖杆404、安装在竖杆404外壁的套筒405以及安装在竖杆404底端的第二加压垫406。

参照图8为本发明的二实施例，具体地，其中垂直导轨2011为横截面呈“工”字形的导轨，第一加压垫滑块2012和套筒滑块2013均卡设在垂直导轨2011侧面突起部分的凹陷处，并与凹陷处滑动连接，垂直导轨2011与传力丝杠202保持垂直且平行，第一加压垫402的外后壁上安装有与垂直导轨2011滑动连接的第一加压垫滑块2012，套筒405的外后壁上安装有与垂直导轨2011滑动连接的套筒滑块2013，其中第一加压垫滑块2012与套筒滑块2013可沿着背板上的垂直导轨2011移动，带动第一加压垫402和套筒405移动，套筒405可用套筒紧固螺丝408固定，以适配不同型号的标准测力传感器。承压垫403刻画有若干不同直径的同心圆，便于标准力值传感器安放定位。承压垫403、第二加压垫406可根据实际测量情况进行更换；在使用时，第一加压垫402沿着竖直轨道移动，保证力值传递的一致性和完整性。

同时竖杆404的顶端直径大于其底端直径，且竖杆404在套筒405中位于下侧的侧壁上套设有弹簧，竖杆404的底端延伸出套筒405并活动连接第二加压垫406，竖杆404的顶端延伸出套筒405并活动连接承压垫403；竖杆404与传力丝杠202之间为垂直同轴设置。承压垫403用于承放标准力值传感器，第二加压垫406用于向下方简支型力值传感器407传递力值。

需要强调的是，本实施例的传动机构201在工作时，在远离驱动电机203的一侧安装有第一手轮601和第二手轮602，第一手轮601和第二手轮602通过联动轴进而齿轮啮合连接传动机构201，第一手轮601的直径大于第二手轮602，由第一手轮601实现力值的快速加卸载，由第二手轮602实现力值慢速的加卸载，也可由驱动电机203驱动传力丝杠202，通过电机控制器205控制驱动电机203，以实现力值的快速和慢速加卸载。

参照图5为本发明二实施例，本实施例进一步地，第一支撑块302和第二支撑块303呈L形设置并采用多种规格，且第一支撑块302和第二支撑块303的竖边上均开设有用于支撑简支型力值传感器407的V型槽304。其中通过改变两个支撑块相对位置、两个支撑块尺寸以及两个支撑块竖边槽口形状，可承放不同外形或结构的简支型力值传感器407，两个支撑块可沿底座上的水平轨道301移动，并可用调节螺丝固定，以保证对中性和稳固性。

本实施例进一步说明的，水平轨道301的顶部水平面上开槽嵌入式的安装有水平调节气泡3011，水平调节气泡3011呈居中设置，壳体1的底部呈矩形对称状的安装有四个水平调节脚座5。其中通过水平调节气泡3011的状态，对应的旋转四个水平调节脚座5，实现整套装置的水平调整，通过水平调节气泡3011判断水平调整是否完成。

本发明基于上述装置及其方法的校准应用，通过对支撑块、垂直导轨2011、水平轨道301、承压垫、第二加压垫406、第一加压垫402等构件在加工时进行精确定位，保证活动部分只可以沿着设计好的路线进行移动，显著降低由系统引入的测量误差；

通过对水平调节脚座5、水平调节气泡3011的调节，保证整套溯源装置水平安放，显著降低由系统引入的测量误差；

通过更换不同的支撑块、承压垫、第二加压垫406、传力丝杠202下方的第一加压垫、标准力值传感器等构件，可以和不同外形、尺寸、量程、准确度的简支型力值传感器407匹配，显著增强量值溯源装置的通用性；

通过压力的加载和卸载既可以采用电机驱动，也可以在无动力的情况下手动加载的方式，尽可能减小对测量环境的依赖，显著增强对不同测量环境的适应性；

通过将整套量值溯源装置分割为三个相对独立的模块，显著降低对量值溯源装置的理解难度和操作难度，从而降低由不同人员操作引入的随机误差；

通过对力值加卸载采用快慢速切换的方法，分别适应不同的测量需求，显著缩短了测量时间，提高测量效率；

通过对测量结果给出完整的不确定度评定案例，显著提高量值溯源方案和测量结果的可信度；

通过对测量结果给出基于线性拟合修正方程的方法，解决传统测量方案无法覆盖量程内所有测量点的技术难题，显著增强量值溯源方案测量结果的准确度。

综上，本发明提出了一种简支型力值传感器的量值溯源装置，实现了简支型力值传感器的量值溯源，并对溯源结果进行分析和修正，使得量值溯源过程测量精准、操作简单且高效，提高了简支型力值传感器校准的通用性、准确性和便捷性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种简支型力值传感器量值溯源装置，其特征在于，包括：

壳体（1），用于承载和防护所述简支型力值传感器量值溯源装置，同时也是反力架；

力值加卸载系统（2），设于所述壳体（1）的内腔顶部，是简支型力值传感器量值溯源装置的力值来源，用于力值的加卸载，力值加卸载系统（2）包括安装在壳体（1）内腔中的驱动电机（203）、与所述驱动电机（203）输出轴连接的传动机构（201）、与所述传动机构（201）连接的传力丝杠（202）、与所述传力丝杠（202）连接的丝杠套（204）和与所述驱动电机（203）连接的电机控制器（205），力值加卸载系统（2）还包括用于驱动传动机构（201）的第一手轮（601）和第二手轮（602），力值加卸载系统（2）用于对力值加卸载速率进行调节；

夹持系统（3），设于所述壳体（1）的内腔底部，用于不同结构的简支型力值传感器（407）量值溯源时的支撑和固定；

标准力值系统（4），设于所述壳体（1）的内腔中部，位于所述力值加卸载系统（2）和所述夹持系统（3）之间，与所述力值加卸载系统（2）的加载端和所述夹持系统（3）的承压端之间呈垂直同轴串联，用于指示力值加卸载系统（2）产生的标准力值大小，所述标准力值系统（4）包括安装在所述传力丝杠（202）底端的第一加压垫（402）、位于所述第一加压垫（402）下方的标准力值传感器（401）、与标准力值传感器（401）连接的标准力值传感器指示仪表（409）、位于所述标准力值传感器（401）下方的承压垫（403）、与所述承压垫（403）底壁连接的竖杆（404）、安装在所述竖杆（404）外壁的套筒（405）以及安装在所述竖杆（404）底端的第二加压垫（406），所述承压垫（403）刻画有若干不同直径的同心圆；其中，选择外形合适的第二加压垫（406）并安装，调整好第二加压垫（406）和简支型力值传感器（407）之间的距离；根据需校准的简支型力值传感器（407）量程和准确度等级，选择相应的标准力值传感器（401），居中放置在竖杆（404）顶部的承压垫（403）上，调整套筒（405）位置并定位，保证力值沿着一条垂直的轴线完整地传递。

2.如权利要求1所述的一种简支型力值传感器量值溯源装置，其特征在于，所述夹持系统（3）包括安装在壳体（1）内腔底部的水平轨道（301），和滑动连接所述水平轨道（301）的第一支撑块（302）和第二支撑块（303），所述第一支撑块（302）和第二支撑块（303）可在水平轨道（301）上水平移动，并通过支撑块紧固螺丝（305）定位；所述丝杠套（204）安装在壳体（1）的顶部，所述电机控制器（205）为活动手持式。

3.如权利要求2所述的一种简支型力值传感器量值溯源装置，其特征在于，所述第一支撑块（302）和第二支撑块（303）呈L形设置并采用多种规格，且第一支撑块（302）和第二支撑块（303）的竖边上均开设有用于支撑简支型力值传感器（407）的V型槽（304）；所述简支型力值传感器（407）的支撑端水平安放在所述第一支撑块（302）和第二支撑块（303）的所述V型槽（304）上，所述简支型力值传感器（407）的受力端位于所述第二加压垫（406）正下方，并留有适当距离，呈同轴串联状态，所述简支型力值传感器（407）连接有简支型力值传感器指示仪表（410）。

4.如权利要求2所述的一种简支型力值传感器量值溯源装置，其特征在于，所述壳体（1）的内腔壁上安装有垂直导轨（2011），所述垂直导轨（2011）与传力丝杠（202）保持垂直且平行，所述第一加压垫（402）外后壁上安装有与垂直导轨（2011）滑动连接的第一加压垫滑块（2012），所述套筒（405）的外后壁上安装有与垂直导轨（2011）滑动连接的套筒滑块（2013）；第一加压垫滑块（2012）与套筒滑块（2013）可沿着垂直导轨（2011）垂直移动，所述套筒滑块（2013）的侧部安装有套筒紧固螺丝（408），且套筒滑块（2013）通过安装在套筒滑块（2013）侧面的套筒紧固螺丝（408）定位；

所述垂直导轨（2011）为横截面呈“工”字形的导轨，所述第一加压垫滑块（2012）和套筒滑块（2013）均卡设在所述垂直导轨（2011）侧面突起部分的凹陷处，并与凹陷处滑动连接，所述第一加压垫滑块（2012）和套筒滑块（2013）可沿所述垂直导轨（2011）实现垂直移动。

5.如权利要求4所述的一种简支型力值传感器量值溯源装置，其特征在于，所述竖杆（404）的顶端直径大于其底端直径，且竖杆（404）在套筒（405）中位于下侧的侧壁上套设有弹簧，竖杆（404）的底端延伸出套筒（405）并活动连接第二加压垫（406），所述竖杆（404）的顶端延伸出套筒（405）并活动连接承压垫（403）；所述竖杆（404）与传力丝杠（202）之间为垂直同轴设置。

6.如权利要求2所述的一种简支型力值传感器量值溯源装置，其特征在于，所述传动机构（201）在远离驱动电机（203）的一侧安装有第一手轮（601）和第二手轮（602），所述第一手轮（601）和第二手轮（602）通过联动轴进而齿轮啮合连接传动机构（201），所述第一手轮（601）的直径大于第二手轮（602）。

7.如权利要求2所述的一种简支型力值传感器量值溯源装置，其特征在于，所述水平轨道（301）的前侧壁上开槽，嵌入式的安装有水平调节气泡（3011），所述水平调节气泡（3011）呈居中设置，所述壳体（1）的底部呈矩形对称状的安装有至少四个水平调节脚座（5）。

8.基于权利要求1～7任意一项所述的一种简支型力值传感器量值溯源装置的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：旋转水平调节脚座（5）并配合水平调节气泡（3011）进行判断，将整套简支型力值传感器量值溯源装置调节至水平；

步骤2：将需校准的简支型力值传感器（407）与第一支撑块（302）和第二支撑块（303）进行比较，选择尺寸合适的第一支撑块（302）和第二支撑块（303）并安装，调节好第一支撑块（302）和第二支撑块（303）的间距，使用支撑块紧固螺丝（305）将第一支撑块（302）和第二支撑块（303）定位，将简支型力值传感器（407）水平安放第一支撑块（302）和第二支撑块（303）上，使简支型力值传感器（407）受力方向与简支型力值传感器量值溯源装置加力方向保持一致；

步骤3：选择外形合适的第二加压垫（406）并安装，调整好第二加压垫（406）和简支型力值传感器（407）之间的距离；

步骤4：根据需校准的简支型力值传感器（407）量程和准确度等级，选择相应的标准力值传感器（401），居中放置在竖杆（404）顶部的承压垫（403）上，通过移动套筒滑块（2013）沿着垂直导轨（2011）调整好套筒（405）位置，并使用套筒紧固螺丝（408）定位，保证力值沿着一条垂直的轴线完整地传递；

步骤5：将需要校准的简支型力值传感器（407）和标准力值传感器（401）开机预热至标准力值传感器指示仪表（409）和简支型力值传感器指示仪表（410）示值稳定，然后将标准力值传感器指示仪表（409）和简支型力值传感器指示仪表（410）示值同时清零；

步骤6：通过驱动电机（203）或者转动第一手轮（601）和第二手轮（602），按照简支型力值传感器（407）量程的10%、20%、40%、60%、80%、100%共设置6个测量点，以标准力值传感器（401）示值为参考示值，逐级加载力值至满量程后卸载，分别记录简支型力值传感器（407）在上述6个测量点的实际示值，该步骤重复三次，取每个测量点三次示值的平均值为测量结果并记录，给出测量结果报告；

步骤7：给出测量结果，计算本次测量结果的标准不确定度；

步骤8：给出测量结果的修正值拟合公式和拟合曲线。

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