CN202649067U - 回弹仪检定器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的回弹仪检定器，有弹簧压力机构安装在力传感器支架[4]上，弹簧压力机构以从前向后指向环形力传感器[5]的测力方向施加压力于半圆卡环[6]的前端面上，并通过半圆卡环将压力传递到环形力传感器的测力环，弹簧压力机构向半圆卡环的施压部分[8]始终在拉簧座[3]轴向延伸范围之外。与现有技术相比，松动半圆卡环只要操作弹簧压力机构处于脱离状态就可，使不论是回弹仪的装卸还是做绕轴线转动的操作都非常方便，而且不存在对装置的磨损，从而提高了使用寿命。

Description

回弹仪检定器

技术领域

本实用新型涉及的是一种回弹仪检定器，尤其是其中力传感器的固定装置。

背景技术

回弹仪是一种测量物体表面硬度的仪器，广泛用于建筑领域混凝土、砂浆、砖等建筑材料的抗压强度检测。为保证回弹仪测量结果的准确，回弹仪在投入使用前和使用过程中要进行定期的检定。回弹仪中弹击拉簧的“弹击拉簧工作长度”、“弹击拉簧拉伸长度”、“弹击拉簧刚度”等多个物理性质关系到回弹仪测定结果的准确性，因此被列入现行回弹仪的计量检定规程(JJG817-2011)中的计量检定项目。

回弹仪检定器是用于测量回弹仪计量检定项目的专用测量装置。在回弹仪检定器中，有底座，底座上有固定回弹仪机芯的活动座，底座上在回弹仪机芯弹击杆的前方还固定有钢砧。其中活动座在回弹仪检定时起到相当于回弹仪壳体的作用，操作时移动活动座如同手握壳体将弹击杆顶向钢砧可模拟回弹仪拉伸、脱钩、击发(弹击/回弹)、复位等各工作状态或完成整个弹击过程。同时需借助游标卡尺测量不同工作状态时弹击拉簧的长度从而得到“弹击拉簧工作长度”、“弹击拉簧拉伸长度”等与位置、长度相关的检定项目的结论值。而“弹击拉簧刚度”检定则另需用专门的回弹仪弹击拉簧检定仪进行测定。也就是说，现有的回弹仪检定器(1)不具备自动测量相关检定项目的功能，(2)不能对回弹仪“弹击拉簧刚度”进行检定。

为了更快捷、准确地完成上述检定项目，可在回弹仪检定器中增加力传感器与位移传感器，从而使仪器具备自动测量被检回弹仪在拉簧拉伸过程中的拉簧拉力和拉伸长度的功能，并可同时实现对“弹击拉簧刚度”的检定而不必另行使用专用装置检定。力传感器在检定装置上的安装方式，可借鉴中国发明专利CN200810063597.9“数字回弹仪”中介绍的弹击拉簧座和环形压力传感器的安装方式，在回弹仪检定器用于固定回弹仪机芯的活动座上设置一固定力传感器的支架，环形力传感器的内孔直径大于机芯前端弹击杆外的拉簧座外径，使用时拉簧座外柱面上的凹槽内先对称地嵌入一对半圆卡环，再用与支架配合的螺母使半圆卡环相对支架的位置受到限制。但这一结构在装卸机芯时需要将该螺母从支架上拧下，操作不便。而且在上述计量检定规程(JJG817-2011)中规定，在“弹击拉簧刚度”、“弹击拉簧工作长度”、“弹击拉簧拉伸长度”等检定项目的检定过程中需“变换弹击拉簧的角度3次”，变换弹击拉簧的角度是指将弹击拉簧(座)的固定方向绕中轴线旋转一个角度，这样就需要频繁地将该螺母松紧，既麻烦又多磨损，久之导致器械损坏。此外，半圆卡环在受螺母限制其相对于力传感器的位置时，受到螺母的压力是不确定的，由于螺母的作用是不使在检定时机芯向前滑动，所以这个压力可能比较大，也可能比较小，甚至没有压力。

回弹仪检定器的力传感器是为了测量回弹仪拉簧受拉伸时的拉力的。在“弹击拉簧工作长度”、“弹击拉簧拉伸长度”项目检定中，需要测量拉簧处于自由状态(即拉簧拉力为0时)时的位置(位移值)。在实际测定过程中，拉力为0时的位置的精确测定通常采用内插法，即在检定器拉伸拉簧的过程中测得最接近拉力为0的2组位移(x)、力(f)的采样值(x₁，f₁)、(x₂，f₂)，实际上是拉力在正负交界之际的两组采样值，再计算出拉力为0的位置，即：x₀＝x₁-f₁×(x₂-x₁)/(f₂-f₁)，这意味着力传感器需要具有双向测力的功能(即可测量施力方向相反的力值)。但由于大多数力传感器产品是单向测力的，出于综合成本等因素考虑，所以实际应用的环形力传感器通常选用单向测力的，因此上述方法不能直接运用于单向测力的力传感器。同时，现行力传感器产品绝大多数是选用具有良好弹性变形特性的金属材料根据弹性变形胡克定律(Hooke′s law)的基础上制造的，但受材料固有特性与生产工艺等因素的影响，多数产品在受力零点附近会存在一个非线性区(即：力传感器输出值与实际受力值之间的关系呈非线性)而与力传感器量程内的线性关系存在误差，这一偏差也将使回弹仪检定器对拉簧拉伸力0点的测量造成误差。

总之，现有技术中回弹检定装置的力传感器与被检回弹仪机芯拉簧座采用螺母紧固的方式安装，不利于检定器的操作方便性，而螺母对于半圆卡环的压力的不确定性导致难以实现对拉簧拉伸力0点位置的精确测量，不利于检定器的检定精度。

发明内容

针对上述不足，本实用新型就是要提供一种使回弹仪机芯在环形力传感器上装卸和使半圆卡环相对环形力传感器压紧放松方便，并减小对拉簧拉伸力0点位置的测量误差的回弹仪检定器。

本实用新型提供的回弹仪检定器，有固定在活动座上的力传感器支架，力传感器支架上安装有环形力传感器，环形力传感器的轴线是水平的，有一对半圆卡环，合抱后的半圆卡环其内柱面卡在弹击拉簧座上的凹环内，其外柱面是阶梯形的，其中有端面指向环形力传感器测力环前端面的凸肩和在凸肩后与环形力传感器内孔作间隙配合的柱面；在力传感器支架上还有弹簧压力机构，弹簧压力机构以从前向后指向环形力传感器的测力方向施加压力于半圆卡环的前端面上，并通过半圆卡环将压力传递到环形力传感器的测力环，弹簧压力机构向半圆卡环的施压部分始终在拉簧座轴向延伸范围之外。

本实用新型提供的回弹仪检定器，用弹簧压力机构替代现有技术中的螺母机构，弹簧压力机构因其弹性特性而相对半圆卡环具有压紧、脱离两种状态。处于压紧状态时，通过使弹簧发生稳定的变形而产生稳定的压力将半圆卡环施以一(在检定过程中保持)基本衡定的压力压在力传感器的测力环上，脱离状态时可放开或放松施加于半圆卡环的压力。与现有技术相比，松动半圆卡环只要操作弹簧压力机构处于脱离状态就可，使不论是回弹仪的装卸还是做绕轴线转动的操作都非常方便，而且不存在对装置的磨损，从而提高了使用寿命。

所述的弹簧压力机构通过半圆卡环对力传感器所施加的压力大于力传感器受力值和输出值关系非线性段的最大力值点。由于弹簧压力机构会向力传感器施加一个稳定的附加力f，而且该弹簧机构所施加的附加力使力传感器受到一个超出其0力值附近的受力值和输出值关系非线性区的范围，使力传感器检测到的力值为拉簧拉伸力F与附加力f之和，这样当拉伸力F为0时，力传感器检测到的力值为f，而当拉簧从受压状态转变拉伸状态时，由于f不为0，则可以通过单向测力方式测定从前后两个方向最接近f的2组采样数据(力值、位移)，运用内插法计算出拉伸力F为0时的位置(位移值)。因此与现有技术相比，本实用新型由弹簧压力机构对力传感器所施加的附加力稳定并处于力传感器输出的线性区间内，避免了非线性误差。

所述的弹簧压力机构是由压在半圆卡环上的施压部分、向施压部分提供稳定弹力的弹簧和将弹簧安装到支架或活动座上的安装座构成的。

所述的弹簧压力机构是螺旋扭力弹簧，螺旋管经中心轴安装在安装座上，中心轴在半圆卡环一侧并与力传感器端面平行，弹簧丝一端延伸为施压部分，另一端抵于安装座。为使压力平衡，最好采用同轴正反双螺旋扭力弹簧，弹簧丝的一组对称端延伸为施压部分，另一组对称端抵于安装座。施加于半圆卡环上的力值的大小可通过改变弹簧的形状、尺寸和刚度加以实现。

所述的弹簧压力机构是以螺旋扭力弹簧为核心的夹子，夹子一页是安装座，另一页是一夹片，夹片一端是施压部分，另一端是操作部分。即有夹片中间铰接在中心轴上，中心轴在半圆卡环一侧并与力传感器端面平行，另有螺旋扭力弹簧以螺旋管经中心轴安装，弹簧两端分别抵在夹片和支架上。这一结构操作更加方便，但在力传感器左右两侧各以垂直中心轴安装两个夹片则操作更方便，对半圆卡环的压制更平衡。施加于半圆卡环上的力值的大小可通过改变弹簧的形状、尺寸和刚度加以实现。

所述的弹簧压力机构是簧片，簧片一端固定在安装座，另一端为施压部分；也可以将簧片经滑槽安装在安装座上，滑动两端是在簧片施压部分压到半圆卡环上和脱离力传感器内孔轴向延伸范围之外，通过紧固件将簧片固定在安装座上或放松使之滑动。施加于半圆卡环上的力值的大小可通过改变簧片的形状、厚度、力臂长度和材料弹性特性加以实现。

所述的弹簧压力机构的安装座上具有调节弹簧弹力的装置，可方便调节施加于半圆卡环上的力值的大小。实现方式通常为改变力臂的长度，或调节弹簧的松紧。

所述的弹簧压力机构的安装座与支架或活动座之间有使施压部分相对半圆卡环开合的旋转装置和固定开合位置的固紧装置，通过旋转装置转动安装座使弹簧压力机构中施压部分相对半圆卡环处于压紧状态或放松状态，而通过固紧装置使安装座相对支架或活动座处于可转动状态或不可转动状态。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的部分结构图，图2为图1中A——A剖视图，图3为图1的俯视图，图中：1-弹击杆，2-弹击拉簧，3-弹击拉簧座，4-支架，5-力传感器，6-半圆卡环，7-钢砧，8-弹簧压力机构之弹簧(施压部分)，9-活动座，10-安装座，11-中心轴；

图4为本实用新型另一实施例的部分结构图，图中：1-弹击杆，3-弹击拉簧座，4-支架，5-力传感器，6-半圆卡环，9-活动座，12-紧固件，18-簧片，20-安装座；

图5为本实用新型再一实施例的部分结构图，图中：1-弹击杆，3-弹击拉簧座，4-支架，5-力传感器，6-半圆卡环，9-活动座，11-中心轴，13-夹片，28-弹簧，30-安装座；

图6为本实用新型又一实施例的部分结构图，图中：1-弹击杆，3-弹击拉簧座，4-支架，5-力传感器，6-半圆卡环，8-弹簧，9-活动座，11-中心轴，14-旋转轴，15-销，40-安装座。

具体实施方式

1、一回弹仪检定器，有底座，底座上有固定回弹仪机芯的活动座，底座上在机芯弹击杆前方还固定有钢砧。以弹击杆所指方向为前，则其前部分结构如图1、2、3所示。有固定在活动座9上的力传感器支架4，力传感器支架上安装有环形力传感器5，安装后环形力传感器的轴线是水平的，环形力传感器由外环安装环、中环变形感应图和内环测力环组成的，安装时通常将其安装环用螺丝固定在支架前侧，但也可以从支架后侧安装或被抱在支架内安装。机芯弹击杆及套于弹击杆上的弹击拉簧座3向前穿过力传感器内孔指向钢砧7，弹击拉簧2的一端安装在弹击拉簧座上。弹击拉簧座上有一凹环，力传感器前端面在该凹环位置上。有一对半圆卡环6，合抱后的半圆卡环其内柱面卡在弹击拉簧座上的凹环内，其后段外柱面与环形力传感器内孔作间隙配合，其前段是端面指向环形力传感器前端面的凸肩。在力传感器支架上还有由压在半圆卡环上的施压部分、向施压部分提供压力的弹簧和将弹簧安装到支架或活动座上的安装座构成的弹簧压力机构。其中安装座也可以直接与支架一体制成。弹击拉簧的拉伸力和施压部分提供压力通过半圆卡环形成合力作用于力传感器上。本例中的弹簧压力机构是由一对同轴正反双螺旋扭力弹簧8以螺旋管经中心轴11安装在安装座10上，安装座安装在活动座上，中心轴垂直于活动座平面并在半圆卡环的一侧，双弹簧的弹簧丝中一组对称端延伸为施压部分，另一组对称端抵于安装座。也即上下两个螺旋扭力弹簧的外侧弹簧丝向半圆卡环延伸并压在其端面上，内侧弹簧丝抵在安装座上。延伸部分弹簧丝又向后回折并上下相连成圆弧，使该部分始终在拉簧座轴向延伸范围之外。也就是说在弹簧被拉开和压上的过程中，弹簧丝始终不碰到拉簧座、弹击杆而妨碍操作。为使压力点准确，在施压部分弯出一个凸点，凸点与半圆卡环的接触点在过弹击杆轴线的铅直线上。

2、另一回弹仪检定器，活动座9上安装有支架4，支架上安装力传感器5，弹击杆1及弹击拉簧座3穿过力传感器内孔安装在活动座上。弹击拉簧座上凹环及力传感器前端面之间有半圆卡环6作为传递拉簧所产生压力的零件。在支架一侧的活动座上安装有安装座20，有簧片18经滑槽结构安装在安装座上，簧片施压部分(内端)呈半圆叉口。所说滑槽结构是簧片上的水平长孔和安装座上的紧固件12，紧固件兼带作导向作用。使用时，放松紧固件使簧片向外滑动后可装卸回弹仪机芯，装毕后将簧片向内滑动使簧片内端叉口套在拉簧座外而叉尖压在半圆卡环前端面上。簧片弹性变形所产生的弹力通过簧片施压端向半圆环施加压力。见图4。

3、再一回弹仪检定器，活动座9上安装有支架4，支架上安装力传感器5，弹击杆1及弹击拉簧座3穿过力传感器内孔安装在活动座上。弹击拉簧座上凹环及力传感器前端面之间有半圆卡环6作为传递拉簧所产生压力的零件。在支架两侧的活动座上各安装一安装座30，两安装座上各安装一夹子，夹子有一夹片13，夹片像杠杆一样用中间经中心轴11铰接在安装座上，中心轴垂直于活动座上平面。有同轴正反双向螺旋扭力弹簧28的螺旋管安装在中心轴上，弹簧两端分别抵在夹片和支架上。安装座及其上安装的弹簧结构对称于弹击杆，夹片内端各有半圆叉口为施压部分。本例中，两侧夹片对于半圆环所施加的压力是相同的。见图5。

4、上述各例的安装座均可与活动座之间设置铅直转轴和与活动座的锁紧机构。如例1中，将活动座40下端与活动座以旋转轴14安装并加装一插销15，见图6。使用时撤除锁合状态，使安装座依旋转轴转动将弹簧机构从半圆卡环上撤离，当机芯安装完毕后再将安装座转回使施压部分压在半圆卡环上，最后固紧装置锁合便可以进行检测。

5、为调节弹簧对于力传感器的原始力值，例1或例3之安装座上与螺旋扭力弹簧的相抵的位置是一螺丝，通过调节螺丝高度来调节弹簧的原始压缩程度可以获得所需要的压在半圆卡环上的压力。例2或例3之安装座相对活动座有垂直于弹击杆的滑槽，同时例2中簧片上的长孔适当移长、例3中夹片与中心轴有相对位移的调节装置，以通过移动安装座并调节施压部分与簧片固定点或弹簧中心轴之间的距离来调节弹簧力臂长度可以获得所需要的压在半圆卡环上的压力。例4中旋转轴一中心轴同轴，锁紧用的是以旋转轴为中心的弧形槽和螺丝，通过调节弹簧的原始角度可以获得所需要的压在半圆卡环上的压力。

也可以为检定器配置不同形状、规格和材料性质的弹簧以通过更换弹簧来调整弹簧对于力传感器的原始力值。

Claims (10)

1.一种回弹仪检定器，有固定在活动座上的力传感器支架，力传感器支架上安装有环形力传感器，环形力传感器的轴线是水平的，有一对半圆卡环，合抱后的半圆卡环其内柱面卡在弹击拉簧座上的凹环内，其外柱面是阶梯形的，其中有端面指向环形力传感器测力环前端面的凸肩和在凸肩后与环形力传感器内孔作间隙配合的柱面；其特征是在力传感器支架上还有弹簧压力机构，弹簧压力机构以从前向后指向环形力传感器的测力方向施加压力于半圆卡环的前端面上，并通过半圆卡环将压力传递到环形力传感器的测力环，弹簧压力机构向半圆卡环的施压部分始终在拉簧座轴向延伸范围之外。

2.如权利要求1所述的回弹仪检定器，其特征是所述的弹簧压力机构通过半圆卡环对力传感器所施加的压力大于力传感器受力值和输出值关系非线性段的最大力值点。

3.如权利要求1或2所述的回弹仪检定器，其特征是所述的弹簧压力机构是由压在半圆卡环上的施压部分、向施压部分提供稳定弹力的弹簧和将弹簧安装到支架或活动座上的安装座构成的。

4.如权利要求3所述的回弹仪检定器，其特征是所述的弹簧压力机构是螺旋扭力弹簧，螺旋管经中心轴安装在安装座上，中心轴在半圆卡环一侧并与力传感器端面平行，弹簧丝一端延伸为施压部分，另一端抵于安装座。

5.如权利要求4所述的回弹仪检定器，其特征是所述的螺旋扭力弹簧是同轴安装的正反双螺旋扭力弹簧，弹簧丝的一组对称端延伸为施压部分，另一组对称端抵于安装座。

6.如权利要求3所述的回弹仪检定器，其特征是所述的弹簧压力机构是以螺旋扭力弹簧为核心的夹子，夹子一页是安装座，另一页是一夹片，夹片一端是施压部分，另一端是操作部分。

7.如权利要求3所述的回弹仪检定器，其特征是所述的弹簧压力机构是簧片，簧片一端固定在安装座，另一端为施压部分。

8.如权利要求3所述的回弹仪检定器，其特征是所述的弹簧压力机构是簧片，簧片经滑槽安装在安装座上，滑动两端是在簧片施压部分压到半圆卡环上和脱离力传感器内孔轴向延伸范围之外，通过紧固件将簧片固定在安装 座上或放松使之滑动。

9.如权利要求4或5或6或7或8所述的回弹仪检定器，其特征是所述的弹簧压力机构的安装座上具有调节弹簧力臂的长度或弹簧的松紧力的装置。

10.如权利要求4或5或6或7或8所述的回弹仪检定器，其特征是所述的弹簧压力机构的安装座与支架或活动座之间有使施压部分相对半圆卡环开合的旋转装置和固定开合位置的固紧装置。 

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