CN201225943Y - 测力计量标准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种测力计量标准装置，包括大、小液压缸，在小液压缸的活塞杆上固定砝码吊装机构，砝码安装在砝码吊装机构的下方；小液压缸通过连通管与大液压缸连通构成一个连通器，在大液压缸的活塞杆上安装施力机构，施力机构由顶部横梁、底部横梁和两支连杆组成，在固定在装置的底座上的两个支撑柱上安装移动平台，移动平台与支撑柱通过螺纹副连接，在移动平台的下方设承力平面，在施力机构的底部横梁的上表面也设有承力平面，两承力平面相对应。本实用新型通过静压缸塞系统，利用帕斯卡原理将小力值放大成标准的大力值，最大限度地避免了摩擦力的影响，能够准确地对大力值的力传感器进行计量校准、校核、定性、定级，并为重大科研任务服务。

Description

测力计量标准装置

技术领域

本实用新型涉及一种计量装置的标准装置，具体讲是设计一种测力计量标准装置。

背景技术

力是重要的物理量，其准确测量和控制在现代制造业、国防和工程技术中有着广泛的应用。

在现代科学技术的发展中，制造过程的工业自动化控制及产品的高质量保证，新型材料的机械特性的研究，水利和建筑部门的工程质量保证，现代宇航技术中的发动机性能研究，现代武器装备的准确性和安全可靠性，舰船、飞机及运载火箭的动力性能研究，冶金、化工、能源、造船等传统部门的技术改造均与高准确度力值测量技术密不可分。因此用于测量力值的传感器的准确度就非常重要。

目前，用于对传感器的准确度进行校准、校核的测力计量标准装置，都是适用于小量程的，对于大力值的传感器，由于无法施加非常大的标准力，因此目前对于大力值的传感器无法进行校准，一般只是对其的小力值量程段进行校准，再靠经验进行推断大力值量程的精度。这样校准后的传感器，其大力值范围的精确度就很难保证。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种可以准确地施加较大的标准力、对大力值传感器进行精确校准的测力计量标准装置。

为实现上述目的，本实用新型是通过以下的技术方案来实现的：

一种测力计量标准装置，其特征在于包括大、小液压缸，在小液压缸的活塞杆上固定砝码吊装机构，砝码安装在砝码吊装机构的下方；所述的小液压缸通过连通管与大液压缸连通构成一个连通器，在大液压缸的活塞杆上安装有施力机构，所述的施力机构由顶部横梁、底部横梁和两支连杆组成，在固定在装置的底座上的两个支撑柱上安装有移动平台，移动平台与支撑柱通过螺纹副连接，在移动平台的下方设有承力平面，在施力机构的底部横梁的上表面也设有承力平面，两承力平面相对应。

前述的测力计量标准装置，其特征在于所述的施力机构为框架结构，与移动平台交叉布置；在施力机构顶部横梁的正下方设有承力柱，在移动平台的上方也设有承力柱，两承力柱相对应。

前述的测力计量标准装置，其特征在于在所述的砝码的下方设有实现砝码的加载或卸载的升降结构。

前述的测力计量标准装置，其特征在于还设有通过控制大、小液压缸的压强来自动平衡砝码产生的压强的液压控制系统。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过静压缸塞系统，利用帕斯卡原理将小力值放大成标准的大力值，最大限度地避免了摩擦力的影响，能够准确地对大力值的力传感器进行计量校准、校核、定性、定级，并为重大科研任务服务。

附图说明

图1是本实用新型的测力计量标准装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作具体的介绍。

图1是本实用新型的测力计量标准装置的结构示意图。如图所示，本实用新型由两套静压缸塞系统和连通管构成，根据帕斯卡定律，在两个静压缸塞加连通管组成的静压系统中，在小液压缸的活塞上作用一个较小的力，通过活塞将其产生的压强加于液体，由密闭液体传递后，可以在大液压缸的活塞上获得一个相当大的力。

测力计量标准装置采用静重力等压强结构，其复现力值的公式如下：

$P=\frac{m_{1}g(1-\frac{{\mathrm{\ρ}}_a}{{\mathrm{\ρ}}_w})}{\frac{1}{4}\mathrm{\π}{d}_1^2}=\frac{F}{\frac{1}{4}\mathrm{\π}{d}_2^2}$

式中：

P—压强

m₁—小静压缸加载砝码质量

F—大静压缸塞产生力

g—安装地点的重力加速度

ρ_a—空气密度

ρ_w—砝码材料密度

d₁—小静压缸塞直径

d₂—大静压缸塞直径。

这就是本实用新型的测力计量标准装置的设计制造原理。

根据上述原理，本实用新型的测力计量标准装置，包括大液压缸5和小液压缸1，在小液压缸1的活塞杆上固定砝码吊装机构2，砝码组3吊装在砝码吊装机构2的下方。大液压缸5安装在机架8的底部，位于机架8的底座上，大液压缸5的活塞杆上固定安装施力机构6。机架8为框架结构，在两个支撑柱上安装移动平台7，移动平台7通过螺纹副与支撑柱连接，在移动平台7的下方设有承力平面9。在施力机构6的底部横梁的上表面也设有承力平面9’，两个承力平面相对应。

工作时，将传感器放在施力机构6上的承力平面9’上，下降移动平台7，使其与传感器相接触。此时移动平台只是与传感器相接触，而并不给传感器施加任何的力，传感器的读数仍然为零。选择适合的重量的砝码组3，吊装在砝码吊装机构2的下方，此时，砝码组3将对活塞作用一个较小的力，通过活塞将其产生的压强施加在液体上。由于液体是密闭的，因此，所产生的压强经密闭液体传递后，将在大液压缸5的活塞上产生一个相当大的力，此力通过活塞杆和施力机构6与移动平台一起作用，加在传感器上。根据所加的砝码组3的重量，就可以感测出传感器所受到的力的大小，可以准确地校准传感器的测量准确度。通过施加不同重量的砝码组，可以校准传感器的各个量程。

由于传感器的受力形式不一致，因此，除了上述的用两个承力平面相挤压的方式外，本实用新型还可用拉伸的方式来校准传感器。为此，将施力机构6加工成框架结构，包括顶部横梁、底部横梁和两支连杆，与移动平台7交叉布置，在保留下方的承力平面的同时，在施力机构顶部横梁的下方设一个承力柱10’，在移动平台7的上方对应地设一个承力柱10。这样，在工作时，将传感器连接在两个承力柱上，施力机构6随着活塞杆的上升而上升，两个承力柱将形成分离的趋势，进行精确地校准传感器的量程。

另外，在砝码组3的下方设置升降结构11，来实现砝码的加载或卸载。升降机构11安装在砝码机架12上，砝码机架12吊装在砝码吊装机构2上。此处的升降结构11可以采用机械(如蜗轮蜗杆升降机)、气缸或液压缸的形式来实现。

为保证本实用新型的静压缸塞系统内液体压力可控，还设有液压控制系统，通过液压控制系统来控制大小缸的压强来自动平衡砝码产生的压强。

同时，本装置与由计算机、PLC以及各种压力、力和位移等高精度仪器仪表和传感器组成的自动控制系统连接，实现自动控制、自动测量和自动打印数据报告。另外，只要增加一套旋转夹具装置，就可以实现方位传感器的多个或任意角度的测量。

上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1、测力计量标准装置，其特征在于包括大、小液压缸，在小液压缸的活塞杆上固定砝码吊装机构，砝码安装在砝码吊装机构的下方；所述的小液压缸通过连通管与大液压缸连通构成一个连通器，在大液压缸的活塞杆上安装有施力机构，所述的施力机构由顶部横梁、底部横梁和两支连杆组成，在固定在装置的底座上的两个支撑柱上安装有移动平台，移动平台与支撑柱通过螺纹副连接，在移动平台的下方设有承力平面，在施力机构的底部横梁的上表面也设有承力平面，两承力平面相对应。

2、根据权利要求1所述的测力计量标准装置，其特征在于所述的施力机构为框架结构，与移动平台交叉布置；在施力机构顶部横梁的正下方设有承力柱，在移动平台的上方也设有承力柱，两承力柱相对应。

3、根据权利要求1或2所述的测力计量标准装置，其特征在于在所述的砝码的下方设有实现砝码的加载或卸载的升降结构。

4、根据权利要求1或2所述的测力计量标准装置，其特征在于还设有通过控制大、小液压缸的压强来自动平衡砝码产生的压强的液压控制系统。

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