ITMI20071712A1

ITMI20071712A1 - AUTOMATED MACHINE FOR THE WEIGHT OF DEAD WEIGHTS FOR THE CALIBRATION OF EXTENSIMETRIC LOAD CELLS

Info

Publication number: ITMI20071712A1
Application number: IT001712A
Authority: IT
Inventors: Kamlesh Kumar Jain; Hari Nandan Prasad Poddar; Raghunandan Prasad Singhal
Original assignee: Council Scient Ind Res
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2008-06-08
Also published as: DE102007036214B8; DE102007036214B4; DE102007036214A1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION entitled:

"MACCHINA AUTOMATIZZATA PER LA FORZA DI PESI MORTI UTILE PER LA CALIBRATURA DI CELLE DI CARICO ESTENSIMETRICHE" "AUTOMATED MACHINE FOR THE FORCE OF DEAD WEIGHTS USEFUL FOR THE CALIBRATION OF STRETCH GAUGE LOAD CELLS"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce a una macchina automatizzata per la forza di pesi morti utile per la calibratura di celle di carico estensimetriche. Più in particolare, la macchina per la forza di pesi morti della presente invenzione è in grado di fornire la calibratura di celle di carico nella modalità di compressione utilizzata sia ai fini di pesatura sia per la misurazione di una forza statica. The present invention refers to an automated dead weight force machine useful for the calibration of strain gauge load cells. More particularly, the dead weight force machine of the present invention is capable of providing the calibration of load cells in the compression mode used both for weighing purposes and for the measurement of a static force.

Nella presente invenzione è fornita una macchina automatizzata a basso costo per la misurazione della forza di pesi morti in grado di calibrare celle di carico di capacità di 2, 5, e 10 kN che è stata sviluppata. Il sistema utilizza un perno singolo centrale passante attraverso il centro del peso ciascuno supportato su un supporto individuale e provvisto di attuatori pneumatici per il carico e lo scarico di questi pesi. Ciò consente l'applicazione di un qualsiasi peso selezionato alla cella di carico di prova indipendentemente dalla sua posizione nella pila di pesi. Inoltre, ciò fornisce un sistema pressoché privo di vibrazioni fornente la stabilizzazione della macchina nel minor tempo possibile. La calibratura del trasduttore di forza può essere eseguita in compressione seguendo una qualsiasi delle procedure di calibratura internazionalmente accettate al requisito di precisione più elevato possibile per lo standard. Le richieste in continuo aumento di una migliore precisione della misurazione delle forze di compressione, rendono necessario per i laboratori metrologici nazionali come ad esempio il National Physical Laboratory (NPL), un laboratorio costitutivo sotto la direzione del Council of Scientific and Industriai Research (CSIR), India, di prestare particolare attenzione per migliorare la precisione e la standardizzazione della misurazione di forze. La misurazione precisa di forze è diventata sempre più importante nella progettazione di costruzioni sicure, nella valutazione della resistenza dei materiali, nel processo di controllo della produzione, nella misurazione della spinta di motori a getto, di razzi, di turbine a gas, nelle pese a ponte a cella di carico, nella pesatura di aeromobili e per il confronto di grandi pesi. Alcune aree che non possono essere ignorate includono il settore delle automobili e il settore della ricerca medica per la misurazione delle forze nelle giunture ossee del corpo umano benché la precisione richiesta possa variare da alcune parti percento ad alcune parti per milione. In the present invention there is provided a low cost automated deadweight force measurement machine capable of calibrating 2, 5, and 10 kN capacity load cells which has been developed. The system uses a single central pin passing through the center of the weight each supported on an individual support and provided with pneumatic actuators for loading and unloading these weights. This allows any selected weight to be applied to the test load cell regardless of its position in the weight stack. In addition, this provides an almost vibration-free system providing machine stabilization in the shortest possible time. The force transducer calibration can be performed in compression following any of the internationally accepted calibration procedures at the highest possible accuracy requirement for the standard. The ever-increasing demands for improved accuracy of compression force measurement make it necessary for national metrology laboratories such as the National Physical Laboratory (NPL), a constitutive laboratory under the direction of the Council of Scientific and Industrial Research (CSIR) , India, to pay special attention to improve the accuracy and standardization of force measurement. Accurate force measurement has become increasingly important in safe construction design, material strength assessment, production control process, thrust measurement of jet engines, rockets, gas turbines, load cell bridge, in aircraft weighing and for the comparison of large weights. Some areas that cannot be ignored include the automotive sector and the medical research sector for measuring forces in the bone joints of the human body although the required accuracy can range from a few parts percent to a few parts per million.

Il metodo principale per realizzare/generare forze da alcuni (N) ad alcuni mega (N) è stato eseguito tradizionalmente tramite l'applicazione diretta dei pesi morti la quale è generalmente considerata un primo strumento principale. Gli standard principali della misurazione di forze sono macchine la cui incertezza può essere verificata attraverso principi fisici direttamente alle unità di base fondamentali di massa, di lunghezza e di tempo. La forza verticale esercitata da un peso morto stazionario sul suo supporto nell'aria è data da F = (g-Ag) m (l-pa/pm), dove F è la forza in (N), "m" è la massa in chilogrammi (kg), "g" è la gravità locale misurata vicino alla parte inferiore della macchina, Ag è la variazione di g lungo l'altezza della macchina e pa, pmsono le densità dell'aria e del materiale delle masse, rispettivamente. The main method of realizing / generating forces from some (N) to some mega (N) has traditionally been performed through the direct application of dead weights which is generally considered a primary primary tool. The main standards of force measurement are machines whose uncertainty can be verified through physical principles directly to the basic basic units of mass, length and time. The vertical force exerted by a stationary dead weight on its support in the air is given by F = (g-Ag) m (l-pa / pm), where F is the force in (N), "m" is the mass in kilograms (kg), "g" is the local gravity measured near the bottom of the machine, Ag is the variation of g along the height of the machine, and pa, pms are the air and material densities of the masses, respectively.

É chiaro dall'equazione di cui sopra che l'incertezza totale della forza applicata dalla macchina per pesi morti incorpora le incertezze associate alla determinazione della massa m del peso morto, dell'accelerazione dovuta alla gravità g, delle densità dell'aria e delle masse pae pm, rispettivamente. It is clear from the above equation that the total uncertainty of the force applied by the dead weight machine incorporates the uncertainties associated with the determination of the mass m of the dead weight, the acceleration due to gravity g, the air densities and the masses pa and pm, respectively.

Si è osservato che tramite il peso morto o tramite la moltiplicazione di leve del sistema di pesi morti, si possono ottenere forze fino a una grandezza per esempio di 1 o 2 meganewton ma nella pratica reale si richiedono forze da misurare di ordine più elevato per esempio di 15 o di 20 meganewton. La realizzazione pratica di tale grandezza più elevata di forze è possibile solamente con macchine idrauliche. Per ottenere una bassa incertezza delle forze misurate, le macchine di misurazione delle forze sono costruite in base al principio dell'amplificazione idraulica di pesi morti. Una piccola forza nella forma di peso morto viene posta sul gruppo cilindro-pistone di diametro piccolo. Questo piccolo gruppo è collegato attraverso una linea idraulica a un gruppo cilindro-pistone di diametro grande. La forza generata nella macchina idraulica per le forze è la forza generata dal pistone di diametro più grande la quale è uguale alla forza sul pistone di diametro più piccolo moltiplicata per il rapporto dell'area effettiva del gruppo cilindropistone. In altre parole, la forza (F) generata dal gruppo cilindro-pistone di diametro grande è data da F = mg (l-pa/pm) A/a, dove F è la forza in Newton (N), "m" è la massa in chilogrammi (kg), "g" è la gravità locale misurata vicino alla parte inferiore della macchina, pa, pmsono le densità dell'aria e del materiale delle masse, rispettivamente. "A" e "a" sono nell'ordine le aree effettive dei gruppi cilindropistone di diametro grande e piccolo. L'attrito produrrà un errore in quanto l'attrito trasferisce la forza dal pistone direttamente al cilindro invece che al fluido. L'attrito può essere ridotto al minimo da uno spazio libero sufficiente e da superfici di guida lunghe in modo da impedire il grippaggio. Ai fini di rendere minime le forze di attrito il cilindro viene ruotato . It has been observed that through the dead weight or through the multiplication of levers of the dead weight system, it is possible to obtain forces up to a magnitude of, for example, 1 or 2 meganewton but in real practice, forces of higher order are required to be measured, for example of 15 or 20 meganewtons. The practical realization of this higher magnitude of forces is only possible with hydraulic machines. To achieve a low uncertainty of the measured forces, force measuring machines are built on the principle of hydraulic amplification of dead weights. A small force in the form of dead weight is placed on the small diameter cylinder-piston assembly. This small assembly is connected via a hydraulic line to a large diameter cylinder-piston assembly. The force generated in the hydraulic machine for forces is the force generated by the larger diameter piston which is equal to the force on the smaller diameter piston multiplied by the ratio of the effective area of the cylinder piston assembly. In other words, the force (F) generated by the large diameter cylinder-piston group is given by F = mg (l-pa / pm) A / a, where F is the force in Newton (N), "m" is mass in kilograms (kg), "g" is the local gravity measured near the bottom of the machine, pa, pms are the air and material densities of the masses, respectively. "A" and "a" are in order the effective areas of the large and small diameter cylinder piston groups. Friction will produce an error as friction transfers the force from the piston directly to the cylinder instead of the fluid. Friction can be minimized by sufficient free space and long guide surfaces to prevent seizure. In order to minimize the frictional forces, the cylinder is rotated.

Tuttavia, questi metodi sono utilizzati per realizzare forze statiche a seconda della portata e della precisione richieste ma il metodo più comunemente utilizzato per ottenere la precisione più elevata possibile è costituito solamente dalla macchina per pesi morti. Una macchina generante la forza di pesi morti fornisce mezzi vantaggiosi di selezione e di applicazione di forze statiche note, nella forma di pesi morti direttamente sul dispositivo di prova della forza che viene calibrato. However, these methods are used to realize static forces depending on the required range and accuracy but the most commonly used method to achieve the highest possible accuracy is the deadweight machine only. A deadweight force generating machine provides advantageous means of selecting and applying known static forces, in the form of deadweight directly to the force tester being calibrated.

Le macchine disponibili per la forza di pesi morti sono fabbricate e commercializzate da società internazionali, come ad esempio M/s Cari Schenck, Germania, GTM, Germania, e M/s Power House MNC, Corea. Anche il National Physical Laboratory (NPL), un laboratorio costitutivo sotto la direzione del Council of Scientific and Industriai Research (CSIR), India, ha progettato e fabbricato una macchina per pesi morti. Tutte queste macchine utilizzano un sistema elettromeccanico per caricare e scaricare i pesi morti desiderati. Questo metodo è soggetto a vibrazione, a oscillazione e quindi richiede un tempo aggiuntivo per la stabilizzazione. Inoltre, non è vantaggioso avere un regime di carico diverso secondo il requisito degli standard internazionali diversi quali l'ASTM E-74-2000, l'ISO 376-2000, l'IS4169-1988 per la calibratura del dispositivo di prova della forza utilizzato per calibrare le macchine di collaudo di materiali. Available deadweight strength machines are manufactured and marketed by international companies, such as M / s Dear Schenck, Germany, GTM, Germany, and M / s Power House MNC, Korea. The National Physical Laboratory (NPL), a constitutive laboratory under the direction of the Council of Scientific and Industrial Research (CSIR), India, has also designed and manufactured a deadweight machine. All these machines use an electromechanical system to load and unload the desired dead weights. This method is subject to vibration, oscillation and therefore requires additional time for stabilization. Furthermore, it is not advantageous to have different load regime according to the requirement of different international standards such as ASTM E-74-2000, ISO 376-2000, IS4169-1988 for calibration of the force testing device used to calibrate materials testing machines.

Inoltre, in generale, in tutte le macchine i pesi morti sono impilati insieme o utilizzando i tre accoppiamenti o utilizzando un tipo particolare di accoppiamento conico attorno alla circonferenza i quali sono più inclini a dare origine a un carico non assiale per via del fatto che l'allineamento difettoso degli accoppiamenti porta a un'ampiezza più elevata delle oscillazioni e delle vibrazioni e quindi a una più grande incertezza della forza applicata. Inoltre, in queste macchine i pesi possono essere caricati e scaricati sequenzialmente e quindi richiedono un numero maggiore di pesi morti per calibrare il dispositivo di prova della forza di una capacità particolare. Furthermore, in general, in all machines the dead weights are stacked together either using the three couplings or using a particular type of conical fit around the circumference which are more prone to give rise to a non-axial load due to the fact that the Faulty alignment of the couplings leads to a higher amplitude of oscillations and vibrations and therefore to a greater uncertainty of the applied force. Furthermore, in these machines the weights can be loaded and unloaded sequentially and therefore require a greater number of dead weights to calibrate the force testing device of a particular capacity.

La macchina per la forza di pesi morti fabbricata e commercializzata da M/s Moorehouse, Stati Uniti, utilizza il sistema controllato pneumaticamente per caricare e scaricare i pesi morti desiderati, e ha ridotto al minimo in una certa misura l'effetto della vibrazione ma non può controllare l'oscillazione e quindi è richiesto un tempo sufficiente per la stabilizzazione prima di potere registrare le osservazioni. Inoltre, la macchina è in grado di calibrare il dispositivo di prova della forza seguendo solamente lo standard internazionale di calibratura ASTM E-74, 2000 e non altri standard internazionali in quanto non si possono applicare più di cinque fasi crescenti prima dell'azzeramento. The deadweight force machine manufactured and marketed by M / s Moorehouse, USA, uses the pneumatically controlled system to load and unload the desired deadweight, and has minimized the effect of vibration to some extent but not it can control the oscillation and therefore sufficient time is required for stabilization before observations can be recorded. Furthermore, the machine is able to calibrate the force testing device following only the international calibration standard ASTM E-74, 2000 and not other international standards as no more than five increasing phases can be applied before zeroing.

Poiché le macchine per pesi morti sono voluminose e costose, il loro utilizzo in generale è limitato a una bassa capacità. Inoltre, queste non possono essere progettate e fabbricate per una capacità ultraelevata a causa delle limitazioni della corrispondenza tra la frequenza naturale e la frequenza dei pesi. Come alternativa alla macchina per la forza di pesi morti, si utilizzano macchine per pesi morti con moltiplicazione di leve per realizzare forze nei campi più elevati. Queste macchine utilizzano leve per moltiplicare un peso morto piccolo in modo da generare una grandezza elevata della forza. I componenti dei pesi morti in queste macchine possono costituire dal cinque al dieci percento della capacità della macchina, vale a dire si può utilizzare un rapporto di trasmissione di leve di 10 o 20. Quando si utilizza una singola leva per il rapporto di trasmissione richiesto, le dimensioni della leva devono essere mantenute le più piccole possibili per fornire una rigidità adeguata. Ora vi sono macchine con capacità fino a un massimo di 2,5 MN con un'incertezza totale fino a un minimo di 4 parti su 10.000. Si può fare riferimento a giunti con molla a balestra controllati da un estensimetro descritti da A. Sawla, H. Gassmann e W. Kuhn in Proceedings IMEKO "Force, Torque, Mass Measurement", settembre 2001. Invece di un sistema a coltelli convenzionale, vengono utilizzate le molle a balestra in una macchina con moltiplicazione di leve per diminuire l'incertezza della forza misurata sia in compressione sia in tensione. Queste macchine, oltre alla loro incertezza relativamente più elevata delle forze misurate dovuta alla maggiore incertezza nel considerare le forze di attrito in corrispondenza dei coltelli, e alla lunghezza effettiva del braccio della leva, non possono essere utilizzate per scopi in cui l'incertezza dell'applicazione della forza richiesta è inferiore a quella di 1 parte su 10.000. Since deadweight machines are bulky and expensive, their use in general is limited to low capacity. Furthermore, these cannot be designed and manufactured for ultra-high capacity due to the limitations of the correspondence between the natural frequency and the frequency of the weights. As an alternative to the dead weight force machine, dead weight machines with multiplication of levers are used to realize forces in higher ranges. These machines use levers to multiply a small dead weight to generate a large magnitude of the force. The dead weight components in these machines can make up five to ten percent of the machine's capacity, meaning a gear ratio of 10 or 20 levers can be used. When using a single lever for the required gear ratio, the size of the lever should be kept as small as possible to provide adequate stiffness. There are now machines with capacities up to 2.5 MN with a total uncertainty of up to 4 parts in 10,000. Reference can be made to strain gauge-controlled leaf spring couplings described by A. Sawla, H. Gassmann and W. Kuhn in Proceedings IMEKO "Force, Torque, Mass Measurement", September 2001. Instead of a conventional knife system, Leaf springs are used in a machine with multiplication of levers to reduce the uncertainty of the force measured both in compression and in tension. These machines, in addition to their relatively higher uncertainty of the measured forces due to the greater uncertainty in considering the frictional forces at the knives, and the effective length of the lever arm, cannot be used for purposes where the uncertainty of the application of the required force is less than that of 1 part in 10,000.

In una macchina simile fabbricata da M/s Cari Schenck, Germania, tutti i pesi sono intercollegati con l'ausilio di tre aste metalliche collegate centralmente. I pesi morti sono stazionari sulle leve meccaniche le quali sono azionate elettricamente per caricare e scaricare i pesi desiderati. Questa macchina non può essere utilizzata per scaricare i pesi morti nella stessa sequenza del carico senza rimuovere dapprima il peso caricato dal trasduttore di forza e si deve applicare una pressione aggiuntiva equivalente alla forza applicata durante l'isteresi la quale rende la macchina voluminosa, costosa e ingombrante da utilizzare. L'incertezza della forza realizzata è limitata al controllo e al mantenimento della pressione idraulica sul trasduttore di forza durante l'isteresi. Si può fare riferimento a una macchina per pesi morti più recente come descritto da M/s GTM, Germania, nella loro pubblicazione internazionale, settembre 2004. Invece dell'utilizzo di tre accoppiamenti convenzionali attorno alla circonferenza dei pesi morti per trattenerli insieme si utilizza un accoppiamento particolare di tipo a campana per trattenere insieme la pila dei pesi. Nonostante sia stata rivendicata un'incertezza minore associata alla forza realizzata nella macchina, è richiesto un grande numero di pesi morti per calibrare i trasduttori di forza in quanto tutti i pesi possono solamente essere caricati e scaricati sequenzialmente e il processo del loro carico e scarico avviene attraverso il sistema a ingranaggi di un motore elettrico il quale genera anch'esso una vibrazione e inoltre senza la possibilità di un regime di carico diverso come richiesto per calibrare i trasduttori di forza utilizzando diversi standard di calibratura internazionalmente accettati. In a similar machine manufactured by M / s Dear Schenck, Germany, all weights are interconnected with the help of three centrally connected metal rods. The dead weights are stationary on the mechanical levers which are electrically operated to load and unload the desired weights. This machine cannot be used to unload the dead weights in the same sequence as the load without first removing the weight loaded by the force transducer and additional pressure equivalent to the force applied during the hysteresis must be applied which makes the machine bulky, expensive and cumbersome to use. The uncertainty of the realized force is limited to controlling and maintaining the hydraulic pressure on the force transducer during hysteresis. A more recent deadweight machine can be referred to as described by M / s GTM, Germany, in their international publication, September 2004. Instead of using three conventional couplings around the circumference of the deadweight to hold them together a special bell-type coupling to hold the weight stack together. Although less uncertainty has been claimed associated with the force realized in the machine, a large number of dead weights are required to calibrate the force transducers as all weights can only be loaded and unloaded sequentially and the process of their loading and unloading takes place through the gear system of an electric motor which also generates a vibration and furthermore without the possibility of a different load regime as required to calibrate the force transducers using different internationally accepted calibration standards.

Si può fare riferimento al brevetto No. EP0075847, intitolato.· "Hydraulic Device for generating a normalized force". In questo brevetto nella macchina con la forza idraulica viene sviluppata la precisa pressione idraulica da un pistone di piccolo diametro ruotante in un cilindro di accoppiamento e il pistone viene caricato con una forza nota attraverso pesi morti, quindi la pressione nota viene trasmessa a un pistone di diametro relativamente grande ruotante in un cilindro di accoppiamento e con una conoscenza del rapporto effettivo delle aree dei gruppi cilindropistone di diametro piccolo e grande si può determinare la forza in corrispondenza della parte inferiore del pistone grande. La migliore precisione possibile ottenuta finora con questo sistema è sempre inferiore a ±0,01%. Reference can be made to patent No. EP0075847, entitled. · "Hydraulic Device for generating a normalized force". In this patent in the machine with the hydraulic force the precise hydraulic pressure is developed by a small diameter piston rotating in a coupling cylinder and the piston is loaded with a known force through dead weights, then the known pressure is transmitted to a piston of relatively large diameter rotating in a coupling cylinder and with a knowledge of the effective ratio of the areas of the small and large diameter cylinder-piston assemblies the force at the underside of the large piston can be determined. The best possible accuracy achieved so far with this system is always less than ± 0.01%.

Si può fare inoltre riferimento al brevetto No. EP0586859 , intitolato: Hydraulic cylinder for a force measuring machine. Nel brevetto un cilindro idraulico di una macchina con forza idraulica presenta un anello del cilindro con montaggio ruotabile costituito da due pistoni indipendenti, uno è un pistone di lavoro e l'altro è un pistone di guida. Una precisa pressione idraulica generata dal pistone lavorato a macchina in modo preciso ruotante nel cilindro di accoppiamento e caricato con una forza nota attraverso pesi morti è applicata al pistone di lavoro attraverso un pistone guidato e il prodotto della pressione idraulica e dell'area effettiva del gruppo cilindro-pistone grande avente come risultato una forza necessaria in corrispondenza dell'estremità inferiore del pistone. Si può trarre riferimento dal brevetto No. JP9166536, intitolato: Testing machine and load standard machine. Nel brevetto la precisione della forza misurata dalla macchina per la forza viene migliorata installando il meccanismo generante una microvibrazione in uno dei gruppi cilindro-pistone o in entrambi in modo da ridurre la forza statica di attrito di un cilindro e di un ariete idraulico. Reference can also be made to patent No. EP0586859, entitled: Hydraulic cylinder for a force measuring machine. In the patent a hydraulic cylinder of a machine with hydraulic power has a rotatable mounting cylinder ring consisting of two independent pistons, one is a working piston and the other is a guide piston. Precise hydraulic pressure generated by the precisely machined piston rotating in the coupling cylinder and loaded with a known force through dead weights is applied to the working piston via a guided piston and the product of the hydraulic pressure and effective area of the assembly large cylinder-piston resulting in a necessary force at the lower end of the piston. Reference may be made to Patent No. JP9166536, entitled: Testing machine and load standard machine. In the patent the accuracy of the force measured by the force machine is improved by installing the mechanism generating a micro-vibration in one of the cylinder-piston assemblies or in both in order to reduce the static frictional force of a cylinder and a hydraulic ram.

Si può inoltre fare riferimento al brevetto No. CN1609569, intitolato: Mechanical comparison type force standard machine. Nel brevetto viene descritta una macchina standard confrontante meccanicamente la forza per la rilevazione delle prestazioni di un sensore di pesatura. In questa macchina per mezzo di una tecnologia digitale di controllo e di una tecnologia di trasmissione meccanica precisa, è possibile avere un microspostamento e un carico dinamico con una precisione di 1 decimillesimo. Reference can also be made to patent No. CN1609569, entitled: Mechanical comparison type force standard machine. The patent describes a standard machine mechanically comparing the force for detecting the performance of a weighing sensor. In this machine by means of a digital control technology and a precise mechanical transmission technology, it is possible to have a micro-displacement and a dynamic load with an accuracy of 1 ten thousandth.

Si può fare riferimento a RU2122715, intitolato: Hydraulic force-measuring exemplary machine. Nella macchina di misurazione della forza idraulica il trasmettitore di forza di riferimento, l'unità di misurazione della forza, l'unità elettrica controllante il distributore idraulico e le parti di installazione di dinamometri vengono utilizzati per confrontare il dispositivo di prova della forza rispetto al trasmettitore di forza di riferimento. Reference can be made to RU2122715, entitled: Hydraulic force-measuring exemplary machine. In the hydraulic force measuring machine the reference force transmitter, the force measuring unit, the electrical unit controlling the SCV and the installation parts of dynamometers are used to compare the force testing device against the transmitter of reference force.

Si può inoltre fare riferimento al brevetto No. EP0646780, intitolato: Stack of weights for force verifying measuring machines with direct mass application. Nel brevetto, la pila delle masse è costituita da diverse piastre di pesatura impilate una sull'altra le quali immobilizzano le sagome attraverso tre elementi periferici di collegamento. Le piastre di pesatura collegate pendono dai telai di carico della macchina. Ciascun elemento di collegamento è una vite di testa fissata a una piastra di pesatura la cui testa sporge attraverso un fessura radialmente aperta nell'altra piastra. La vite di testa presenta sezioni centrali di diametro ridotto. Una superficie cilindrica è inserita nella fessura. Reference can also be made to patent No. EP0646780, entitled: Stack of weights for force verifying measuring machines with direct mass application. In the patent, the mass stack is made up of several weighing plates stacked on top of each other which immobilize the shapes through three peripheral connecting elements. The connected weigh plates hang from the machine load frames. Each connecting element is a head screw attached to a weigh plate whose head protrudes through a radially open slot in the other plate. The head screw has small diameter central sections. A cylindrical surface is inserted into the slot.

In tutte le descrizioni dello stato anteriore della tecnica finora note precedentemente descritte in dettaglio, gli svantaggi generali sono: In all the previously known prior art descriptions previously described in detail, the general disadvantages are:

1. Viene ottenuta una bassa precisione dell'ordine dello 0,01% in una macchina di moltiplicazione idraulica. 1. Low accuracy of the order of 0.01% is achieved in a hydraulic multiplication machine.

2. La necessità di una calibratura frequente per la riconferma della precisione. 2. The need for frequent calibration for reconfirmation of accuracy.

3. La macchina idraulica non può essere utilizzata per calibrare un dispositivo di prova della forza secondo quanto richiesto da standard internazionali per la calibratura di strumenti di prova della forza a causa della difficoltà nell'ottenimento dell'isteresi. 3. The hydraulic machine cannot be used to calibrate a force testing device as required by international standards for the calibration of force testing instruments due to the difficulty in obtaining hysteresis.

4. É necessaria una migliore precisione nell'applicazione della forza. 4. Better precision in the application of force is needed.

5. Il funzionamento della macchina è dato dal rigido controllo della temperatura per ridurre al minimo le caratteristiche del fluido di trasmissione della pressione il quale a sua volta determina il funzionamento della macchina. 5. The operation of the machine is given by the strict temperature control to minimize the characteristics of the pressure transmission fluid which in turn determines the operation of the machine.

6 . Le macchine di confronto di forze impiegano celle di carico standard calibrate e la calibratura del dispositivo di prova della forza viene eseguita tramite il confronto diretto rispetto alla cella di carico calibrata la quale la quale nel migliore dei casi presenta una precisione totale non superiore allo 0,02% e in quanto tale la macchina non può essere utilizzata per calibrare gli strumenti di prova della forza utilizzati per la classificazione della macchina di collaudo di materiali alla classificazione più elevata secondo gli standard internazionali per la calibratura del dispositivo di prova della forza. 6. The force comparison machines use standard calibrated load cells and the calibration of the force test device is performed by direct comparison with the calibrated load cell which in the best case has a total accuracy not exceeding 0, 02% and as such the machine cannot be used to calibrate the force testing tools used for grading the materials testing machine to the highest classification according to international standards for force testing device calibration.

7. Non vi è alcuna possibilità di impedire l'isteresi la quale ha come risultato una caratterizzazione insufficiente delle celle di carico (dispositivo di prova della forza). 7. There is no possibility to prevent hysteresis which results in insufficient characterization of the load cells (force testing device).

8. Nella macchina per la forza di pesi morti, il motore elettrico e il sistema a ingranaggi utilizzati per l'applicazione della forza producono rumore, vibrazione e oscillazione che portano a un tempo maggiore di stabilizzazione e per di più i pesi morti possono essere applicati o rimossi sequenzialmente dalla pila di pesi avendo come risultato la richiesta di un numero maggiore di pesi per la calibratura di celle di carico di capacità simile, inoltre non vi è alcuna possibilità di una riconferma in situ della forza applicata o rimossa per il dispositivo di prova della forza sottoposto a calibratura. 8. In the dead weight force machine, the electric motor and gear system used for the application of the force produce noise, vibration and oscillation which lead to a longer stabilization time and moreover dead weights can be applied o sequentially removed from the weight stack resulting in a requirement for a greater number of weights for the calibration of load cells of similar capacity, furthermore there is no possibility of in situ reconfirmation of the applied or removed force for the test fixture force subjected to calibration.

9. Tutte queste macchine consumano una considerevole quantità di energia per generare la pressione idraulica statica per spostare l'ariete idraulico o per azionare il sistema a ingranaggi per l'applicazione della forza. 9. All of these machines consume a considerable amount of energy to generate the static hydraulic pressure to move the hydraulic ram or to operate the gear system for the application of force.

10. Tutte queste macchine presentano le parti di accoppiamento in movimento e richiedono la sostituzione a causa del loro logoramento avente come risultato la degradazione della precisione associata alla forza misurata dalle macchine e richiedono quindi una calibratura frequente. 10. All these machines have the coupling parts in motion and require replacement due to their wear resulting in the degradation of the accuracy associated with the force measured by the machines and therefore require frequent calibration.

Dallo stato anteriore della tecnica finora nota descritta in dettaglio di cui sopra, è evidente che vi è una chiara necessità di fornire una macchina automatizzata per la forza di pesi morti utile per la calibratura di celle di carico estensimetriche. From the prior state of the prior art described in detail above, it is evident that there is a clear need to provide an automated dead weight force machine useful for calibrating strain gauge load cells.

Lo scopo principale della presente invenzione è di fornire una macchina automatizzata per la forza di pesi morti utile per la calibratura di celle di carico estensimetriche che risolva gli svantaggi dello stato anteriore della tecnica finora nota come ivi summenzionato . The main object of the present invention is to provide an automated dead weight force machine useful for the calibration of strain gauge load cells which overcomes the disadvantages of the prior state of the art so far known as mentioned therein.

É un altro scopo della presente invenzione fornire una macchina per la forza di pesi morti in grado di essere utilizzata in una modalità automatica o in una modalità manuale . It is another object of the present invention to provide a dead weight force machine capable of being used in an automatic mode or a manual mode.

É ancora un altro scopo della presente invenzione fornire una macchina per la misurazione della forza che aggiri i problemi di vibrazioni e oscillazioni nel carico e nello scarico di pesi morti. It is still another object of the present invention to provide a force measuring machine which circumvents the problems of vibrations and oscillations in the loading and unloading of dead weights.

É ancora un altro scopo della presente invenzione fornire la facilità di una sequenza temporale di programmazione nel funzionamento automatico del sistema . It is still another object of the present invention to provide the ease of a programming timeline in automatic system operation.

É un ulteriore scopo della presente invenzione fornire un meccanismo di collegamento a punto singolo per impilare pesi morti per una stabilizzazione più rapida e per ridurre al minimo le componenti parassite della forza applicata. It is a further object of the present invention to provide a single point link mechanism for stacking dead weights for faster stabilization and to minimize parasitic components of the applied force.

É ancora un ulteriore scopo della presente invenzione fornire una macchina per la forza in grado di dare un'incertezza molto bassa nella generazione e nella misurazione delle forze. It is still a further object of the present invention to provide a force machine capable of giving very low uncertainty in the generation and measurement of forces.

É ancora un ulteriore scopo della presente invenzione fornire una macchina per la forza in grado di dare un'incertezza ultrabassa associata alla ripetibilità nella generazione e nella misurazione delle forze. It is still a further object of the present invention to provide a force machine capable of giving ultra-low uncertainty associated with repeatability in the generation and measurement of forces.

É un ulteriore scopo della presente invenzione fornire la facilità di caricare e scaricare pesi morti indipendentemente dalla loro posizione nella pila di pesi (casuale) nonché sequenzialmente in modo da consentire all'utilizzatore di calibrare il dispositivo di prova della forza con capacità diverse fino a 10 kN utilizzando un numero minore di pesi morti. It is a further object of the present invention to provide ease of loading and unloading dead weights regardless of their position in the weight stack (random) as well as sequentially so as to allow the user to calibrate the force tester with different capacities up to 10 kN using fewer dead weights.

La macchina per la forza di pesi morti è costituita da un'asta di sospensione di carico per il supporto dei pesi morti i quali possono essere applicati attraverso l'asta di sospensione di carico per generare le forze desiderate, da una tavola di carico per il supporto della cella di carico e da un telaio principale rigido per il supporto di tutti questi componenti. Il sistema pneumatico, provvisto di attuatori pneumatici, di un alimentatore e del compressore d'aria viene utilizzato per lo spostamento regolare dei pesi durante il carico e lo scarico. The dead weight force machine consists of a load suspension rod for supporting the dead weight which can be applied through the load suspension rod to generate the desired forces, a loading table for the load cell support and a rigid main frame to support all these components. The pneumatic system, equipped with pneumatic actuators, a power supply and an air compressor, is used for the smooth movement of weights during loading and unloading.

Nella presente invenzione è fornita una macchina automatizzata per la forza di pesi morti utile per la calibratura di celle di carico estensimetriche, la quale è in grado di calibrare celle di carico di capacità di 2, 5, e 10 kN. La macchina della presente invenzione utilizza un perno centrale per ciascun peso morto ed esso è avvitato in un altro perno simile per pesi successivi e così via in modo da agire come perno singolo passante attraverso il centro di ciascun peso e la sua estremità superiore è avvitata nell'asta di sospensione di carico in modo da diventare la sua parte inerente, vale a dire il minimo peso morto da applicare sulla cella di carico da calibrare. L'asta di sospensione di carico nonché i pesi poggiano su attuatori pneumatici utilizzati per caricare e scaricare questi pesi morti. Ciascun attuatore pneumatico è provvisto di un accoppiamento maschiofemmina per garantire il carico e lo scarico dalla stessa posizione, avendo come risultato una migliorata ripetibilità. Ciascun attuatore pneumatico è dedicato a una singola valvola on-off di un sistema pneumatico, per caricare e scaricare un qualsiasi peso dalla pila di pesi indipendentemente dalla sua posizione nella pila di pesi in modo da consentire all'utilizzatore di calibrare una cella di carico di capacità diverse fino a 10 kN utilizzando un numero minore di pesi. Questa macchina della presente invenzione fornisce il carico e lo scarico pressoché privo di vibrazione e di oscillazione, fornendo pertanto alla macchina la stabilizzazione nel minor tempo possibile. La calibratura della cella di carico può essere eseguita nella modalità di compressione al requisito di precisione più elevato possibile degli standard di calibratura internazionalmente accettati. In the present invention there is provided an automated dead weight force machine useful for the calibration of strain gauge load cells, which is capable of calibrating load cells with capacities of 2, 5, and 10 kN. The machine of the present invention uses a central pin for each dead weight and it is screwed into another similar pin for subsequent weights and so on so as to act as a single pin passing through the center of each weight and its upper end is screwed into load suspension rod so as to become its inherent part, i.e. the minimum dead weight to be applied on the load cell to be calibrated. The load suspension rod as well as the weights rest on pneumatic actuators used to load and unload these dead weights. Each pneumatic actuator is provided with a male-female coupling to ensure loading and unloading from the same position, resulting in improved repeatability. Each pneumatic actuator is dedicated to a single on-off valve of a pneumatic system, to load and unload any weight from the weight stack regardless of its position in the weight stack in order to allow the user to calibrate a load cell of different capacities up to 10 kN using fewer weights. This machine of the present invention provides almost vibration and oscillation-free loading and unloading, thus providing the machine with stabilization in the shortest possible time. Calibration of the load cell can be performed in compression mode at the highest possible accuracy requirement of internationally accepted calibration standards.

La presente invenzione viene illustrata nelle figure da 1 a 5 dei disegni di accompagnamento di questa specifica . The present invention is illustrated in Figures 1 to 5 of the accompanying drawings of this specification.

Nella figura 1 dei disegni è fornito uno schema a blocchi della macchina automatizzata per la forza di pesi morti della presente invenzione, utile per la calibratura di celle di carico estensimetriche. Nella figura 1 è mostrato un trasduttore di forza (30), il quale deve essere calibrato, collegato a un indicatore digitale (24). I pesi morti (18) sono collegati a un sistema di attuatore pneumatico (25, 26, 29) costituito da una pluralità di valvole pneumatiche (25) che sono collegate a un alimentatore (26) e a un compressore (29). Questo sistema di attuatore pneumatico (25, 26, 29) è in grado di essere controllato manualmente o automaticamente. Il controllo automatico è provvisto di una combinazione di un sistema di server incorporato (27) e di un personal computer (28) collegato a detto indicatore digitale (24) e a detto sistema di attuatore pneumatico (25, 26, 29). Figure 1 of the drawings provides a block diagram of the automated dead weight force machine of the present invention, useful for the calibration of strain gauge load cells. Figure 1 shows a force transducer (30), which must be calibrated, connected to a digital indicator (24). The dead weights (18) are connected to a pneumatic actuator system (25, 26, 29) consisting of a plurality of pneumatic valves (25) which are connected to a power supply (26) and a compressor (29). This pneumatic actuator system (25, 26, 29) is capable of being controlled manually or automatically. The automatic control is provided with a combination of an embedded server system (27) and a personal computer (28) connected to said digital indicator (24) and to said pneumatic actuator system (25, 26, 29).

La figura 2 dei disegni rappresenta la macchina per pesi morti della presente invenzione, in cui: (1) è una piastra di estremità superiore e la pluralità di piastre (2) è unita insieme a distanziatori simili (3) vicino ai quattro angoli. Una pluralità di alloggiamenti di supporto (4) è fissata sulla piastra superiore (1) in grado di alloggiare un'estremità, l'estremità inferiore, di una pluralità di viti conduttrici (5). Le altre estremità, le estremità superiori di dette viti conduttrici (5) passano attraverso una pluralità di alloggiamenti di supporto (6) fissati su una piastra di supporto (7) provvista di un sistema di puleggia a cinghia (8) per consentire lo spostamento verticale di una tavola di compressione (9) in grado di supportare un trasduttore di forza (30) da calibrare. La piastra di supporto (7) è avvitata alla piastra superiore (1) attraverso una pluralità di aste verticali (10). Una piastra di estremità inferiore (11) è supportata da quattro viti di livello (12) poggianti su una piastra piatta (13) creando un telaio rigido. Due aste (14) passano attraverso la piastra di compressione (9) per unire insieme una traversa superiore (15) e una traversa inferiore (16), in modo da fungere da asta di sospensione di carico, poggiante sugli attuatori pneumatici (17). Una pila (19) è costituita da una pluralità di pesi morti (18) poggiante su attuatori pneumatici (21) costituiti da una pluralità di attuatori pneumatici (22) e da un perno centrale (20) dedicato a un particolare peso morto che è avvitato in un altro perno simile appartenente a un peso successivo nella pila di pesi e così via per creare un perno singolo centrale e la sua estremità superiore è avvitata nella traversa inferiore (16) dell'asta di sospensione di carico. Ciascun attuatore pneumatico è provvisto di un accoppiamento maschio-femmina per consentire il sollevamento e l'appoggio nella stessa posizione, avendo come risultato una ripetibilità migliorata. Ciascun attuatore pneumatico è dedicato a una singola valvola on-off di un sistema pneumatico, per caricare e scaricare un qualsiasi peso dalla pila di pesi indipendentemente dalla sua posizione nella pila di pesi in modo da consentire all'utilizzatore di calibrare una cella di carico di capacità diverse fino a 10 kN con un numero minore di pesi. Figure 2 of the drawings represents the dead weight machine of the present invention, where: (1) is an upper end plate and the plurality of plates (2) is joined together with similar spacers (3) near the four corners. A plurality of support housings (4) is fixed on the upper plate (1) capable of housing one end, the lower end, of a plurality of conductive screws (5). The other ends, the upper ends of said conductive screws (5) pass through a plurality of support housings (6) fixed on a support plate (7) provided with a belt pulley system (8) to allow vertical displacement of a compression table (9) capable of supporting a force transducer (30) to be calibrated. The support plate (7) is screwed to the upper plate (1) through a plurality of vertical rods (10). A bottom end plate (11) is supported by four level screws (12) resting on a flat plate (13) creating a rigid frame. Two rods (14) pass through the compression plate (9) to join together an upper cross member (15) and a lower cross member (16), so as to act as a load suspension rod, resting on the pneumatic actuators (17). A stack (19) consists of a plurality of dead weights (18) resting on pneumatic actuators (21) consisting of a plurality of pneumatic actuators (22) and a central pin (20) dedicated to a particular dead weight which is screwed in another similar pin belonging to a subsequent weight in the weight stack and so on to create a single central pin and its upper end is screwed into the lower cross member (16) of the load suspension rod. Each pneumatic actuator is provided with a male-female coupling to allow lifting and resting in the same position, resulting in improved repeatability. Each pneumatic actuator is dedicated to a single on-off valve of a pneumatic system, to load and unload any weight from the weight stack regardless of its position in the weight stack in order to allow the user to calibrate a load cell of different capacities up to 10 kN with fewer weights.

Le figure 3(a) e 3(b) dei disegni illustrano lo schema dell'accoppiamento dei pesi morti. 3(a) mostra i pesi accoppiati nella posizione caricata e 3(b) mostra i pesi accoppiati nella posizione scaricata. Figures 3 (a) and 3 (b) of the drawings illustrate the scheme of coupling the dead weights. 3 (a) shows the paired weights in the loaded position and 3 (b) shows the paired weights in the unloaded position.

La figura 4 rappresenta la ripetibilità della calibratura della cella di carico con la cella di carico tenuta in una posizione sul suo asse, (a) serie di punti presi in una serie, (b) serie di punti presi in una seconda serie senza perturbare la posizione della cella di carico, (c) serie di punti presi in una terza serie senza perturbare la posizione della cella di carico. Figure 4 represents the repeatability of the calibration of the load cell with the load cell held in one position on its axis, (a) series of points taken in one series, (b) series of points taken in a second series without disturbing the position of the load cell, (c) series of points taken in a third series without disturbing the position of the load cell.

La figura 5 rappresenta la riproducibilità della calibratura della cella di carico con la cella di carico tenuta ruotata ad angoli diversi sul suo asse. La serie di punti (a) è per il trasduttore mantenuto invariato, (b) è per lo stesso trasduttore ruotato di 120° e (c) è per lo stesso trasduttore ruotato di 240°. Le figure 6(a) e 6(b) illustrano diagrammi di flusso di un software applicativo specifico guidato da un menu. La figura 6(a) è il diagramma di flusso per la modalità automatica e 6(b) illustra il diagramma di flusso per la modalità manuale; entrambe mostrano il funzionamento del software applicativo specifico incorporato unitamente all'hardware per il funzionamento della macchina e la cattura dei dati. Figure 5 represents the reproducibility of the calibration of the load cell with the load cell held rotated at different angles on its axis. The series of points (a) is for the transducer kept unchanged, (b) is for the same transducer rotated by 120 ° and (c) is for the same transducer rotated by 240 °. Figures 6 (a) and 6 (b) illustrate flowcharts of specific application software driven by a menu. Figure 6 (a) is the flow chart for the automatic mode and 6 (b) illustrates the flow chart for the manual mode; both show the operation of the specific application software incorporated together with the hardware for machine operation and data capture.

Pertanto la presente invenzione fornisce una macchina automatizzata per la forza di pesi morti utile per la calibratura di celle di carico estensimetriche, la quale comprende in combinazione un sistema di pesi morti, un sistema di attuatore pneumatico in grado di caricare e scaricare un qualsiasi peso da una pila di pesi indipendentemente dalla sua posizione nella pila di pesi e un sistema di controllo automatico; caratterizzata dal fatto che il sistema di pesi morti è costituito da una combinazione di una tavola di compressione mobile in grado di trattenere una cella di carico estensimetrica da calibrare, di un'asta di sospensione di carico e di una pila di pesi morti costituita da una pluralità di pesi morti, in cui ciascun peso morto avente un perno centrale è in grado di essere avvitato in un altro perno simile per pesi successivi in modo da agire come perno singolo passante attraverso il centro di ciascun peso e la sua estremità superiore essendo avvitata nella parte inferiore dell'asta di sospensione di carico; detta asta di sospensione di carico nonché i pesi poggianti su attuatori pneumatici provvisti di un accoppiamento maschio-femmina; ciascuno di detti attuatori pneumatici essendo dedicato a una singola valvola on-off di detto sistema pneumatico costituito da una combinazione di un compressore d'aria e di un alimentatore; l'uscita elettrica di detta cella di carico estensimetrica da calibrare essendo collegata a detto sistema di controllo automatico costituito da un indicatore digitale convenzionale e da un sistema di elaborazione provvisto di un sistema di server incorporato in grado di controllare il carico e lo scarico di detti pesi per mezzo di detto sistema di attuatore pneumatico. Therefore the present invention provides an automated dead weight force machine useful for the calibration of strain gauge load cells, which in combination comprises a dead weight system, a pneumatic actuator system capable of loading and unloading any weight from a stack of weights regardless of its position in the stack of weights and an automatic control system; characterized by the fact that the dead weight system consists of a combination of a mobile compression table capable of holding a strain gauge load cell to be calibrated, a load suspension rod and a pile of dead weights consisting of a plurality of dead weights, wherein each dead weight having a center pin is capable of being screwed into another similar pin for successive weights so as to act as a single pin passing through the center of each weight and its upper end being screwed into lower part of the load suspension rod; said load suspension rod as well as the weights resting on pneumatic actuators provided with a male-female coupling; each of said pneumatic actuators being dedicated to a single on-off valve of said pneumatic system consisting of a combination of an air compressor and a power supply; the electrical output of said strain gauge load cell to be calibrated being connected to said automatic control system consisting of a conventional digital indicator and a processing system provided with an incorporated server system capable of controlling the loading and unloading of said weights by means of said pneumatic actuator system.

In una forma di realizzazione della presente invenzione, la fornitura di una combinazione di un sistema pneumatico, costituito da un compressore e da un alimentatore, con gli attuatori pneumatici consente di selezionare manualmente in modo casuale i pesi dalla pila di pesi. In one embodiment of the present invention, the provision of a combination of a pneumatic system, consisting of a compressor and a power supply, with the pneumatic actuators enables the weights to be randomly selected manually from the weight stack.

In un'altra forma di realizzazione della presente invenzione, la fornitura di una combinazione di un sistema pneumatico, costituito da un compressore e da un alimentatore, con gli attuatori pneumatici consente di selezionare automaticamente in modo casuale i pesi dalla pila di pesi attraverso una combinazione di un sistema di server incorporato, di un indicatore digitale compatibile con il computer e di un personal computer attraverso un software applicativo guidato da un menu . In another embodiment of the present invention, the provision of a combination of a pneumatic system, consisting of a compressor and a power supply, with the pneumatic actuators allows the weights to be automatically randomly selected from the weight stack through a combination a built-in server system, a computer-compatible digital indicator and a personal computer via menu-driven application software.

In ancora un'altra forma di realizzazione della presente invenzione, la macchina automatizzata per la forza di pesi morti utile per la calibratura di celle di carico estensimetriche comprende: un telaio principale rigido costituito da una piastra di estremità superiore orizzontale (1), da una piastra di estremità inferiore orizzontale (11) supportata da quattro viti di livello (12) poggianti su una piastra piatta (13) e da una pluralità di piastre orizzontali (2) che sono separate attraverso una pluralità di distanziatori simili (3) e unite insieme vicino ai quattro angoli di detta piastra di estremità superiore (1), di detta piastra di estremità inferiore (11) e di detta pluralità di piastre (2), rispettivamente; detta piastra superiore (1) essendo provvista sul lato superiore di una pluralità di alloggiamenti di supporto (4) in grado di alloggiare un'estremità, l'estremità inferiore, di una pluralità di viti conduttrici (5), le estremità superiori di dette viti conduttrici (5) passanti attraverso una pluralità di alloggiamenti di supporto (6) fissati su una piastra di supporto (7) avvitata alla piastra superiore (1) attraverso una pluralità di aste verticali (10); detta piastra superiore (7) essendo provvista di un sistema di puleggia a cinghia (8) che consente lo spostamento verticale di una tavola di compressione orizzontale (9) in grado di supportare una cella di carico estensimetrica (30) da calibrare; la tavola di compressione (9) essendo provvista di un'asta di sospensione di carico costituita da due aste verticali (14) passanti attraverso detta tavola di compressione orizzontale (9) per unire insieme una traversa superiore orizzontale (15) e una traversa inferiore orizzontale (16); la parte inferiore di detta traversa (16) essendo provvista attraverso una pluralità di perni centrali conici intercollegati (20) con una pila di pesi (19) costituita da una pluralità di pesi morti (18) collegati tra loro attraverso detta pluralità di perni centrali conici intercollegati (20) formanti una parte di detta asta di sospensione di carico; ciascuno di detti pesi (18) poggiante su attuatori pneumatici (21) di una pluralità di attuatori pneumatici (22); detti attuatori pneumatici (21, 22) essendo collegati a un compressore d'aria (29) e a un alimentatore (26) per formare un sistema di attuatore pneumatico (25); l'uscita elettrica di detta cella di carico estensimetrica (30) da calibrare essendo collegata a un indicatore digitale convenzionale (24) e a un sistema di elaborazione (28) provvisto di un sistema di server incorporato (27) in grado di controllare il carico e lo scarico di pesi tramite il sistema di attuatore pneumatico (25). In yet another embodiment of the present invention, the automated dead weight force machine useful for calibrating strain gauge load cells comprises: a rigid main frame consisting of a horizontal top end plate (1), a horizontal bottom end plate (11) supported by four level screws (12) resting on a flat plate (13) and a plurality of horizontal plates (2) which are separated through a plurality of similar spacers (3) and joined together near the four corners of said upper end plate (1), said lower end plate (11) and said plurality of plates (2), respectively; said upper plate (1) being provided on the upper side with a plurality of support housings (4) capable of housing one end, the lower end, of a plurality of conductive screws (5), the upper ends of said screws conductors (5) passing through a plurality of support housings (6) fixed on a support plate (7) screwed to the upper plate (1) through a plurality of vertical rods (10); said upper plate (7) being provided with a belt pulley system (8) which allows the vertical displacement of a horizontal compression table (9) capable of supporting a strain gauge load cell (30) to be calibrated; the compression table (9) being provided with a load suspension rod consisting of two vertical rods (14) passing through said horizontal compression table (9) to join together an upper horizontal cross member (15) and a lower horizontal cross member (16); the lower part of said crosspiece (16) being provided through a plurality of inter-connected conical central pins (20) with a stack of weights (19) consisting of a plurality of dead weights (18) connected to each other through said plurality of conical central pins interconnected (20) forming a part of said load suspension rod; each of said weights (18) resting on pneumatic actuators (21) of a plurality of pneumatic actuators (22); said pneumatic actuators (21, 22) being connected to an air compressor (29) and to a power supply (26) to form a pneumatic actuator system (25); the electrical output of said strain gauge load cell (30) to be calibrated being connected to a conventional digital indicator (24) and to a processing system (28) provided with an incorporated server system (27) capable of controlling the load and the unloading of weights through the pneumatic actuator system (25).

In ancora un'altra forma di realizzazione della presente invenzione, la grandezza della forza applicata è compresa nell'intervallo da 0,2 kN a 10 kN. In yet another embodiment of the present invention, the magnitude of the applied force is in the range of 0.2 kN to 10 kN.

In ancora un'altra forma di realizzazione della presente invenzione, la forza è misurata in un intervallo da 0,2 kN a 10 kN. In yet another embodiment of the present invention, the force is measured in a range of 0.2 kN to 10 kN.

In un'ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione, l'incertezza della misurazione della forza è inferiore a ±0,004% nella modalità di compressione lungo l'intero intervallo. In a further embodiment of the present invention, the uncertainty of the force measurement is less than ± 0.004% in the compression mode over the entire range.

In ancora un'altra forma di realizzazione della presente invenzione, la distribuzione della massa alla parte superiore e inferiore è tale per cui il centro di gravità del telaio di carico è situato sotto al dispositivo di prova della forza. In yet another embodiment of the present invention, the mass distribution at the top and bottom is such that the center of gravity of the load frame is located below the force testing device.

In ancora un'altra forma di realizzazione della presente invenzione, i pesi sono impilati assialmente. In ancora un'altra forma di realizzazione della presente invenzione, lo spazio vuoto tra due pesi qualsiasi è compreso tra 10 mm e 150 mm con una tolleranza di ±0,5 mm. In yet another embodiment of the present invention, the weights are axially stacked. In yet another embodiment of the present invention, the gap between any two weights is between 10 mm and 150 mm with a tolerance of ± 0.5 mm.

In ancora un'altra forma di realizzazione della presente invenzione, la sede conica del foro centrale di detti pesi presenta un angolo incluso compreso in un intervallo da 60° a 120°. In yet another embodiment of the present invention, the conical seat of the central hole of said weights has an included angle comprised in a range from 60 ° to 120 °.

In ancora un'altra forma di realizzazione della presente invenzione, il perno centrale di ciascuno dei pesi presenta un angolo conico incluso in un intervallo da 60° a 120°. In yet another embodiment of the present invention, the central pin of each of the weights has a conical angle included in a range from 60 ° to 120 °.

In ancora un'altra forma di realizzazione della presente invenzione, la tavola di compressione orizzontale in grado di supportare una cella di carico estensimetrica da calibrare e la traversa superiore orizzontale dell'asta di sospensione di carico sono provviste di piattaforme di carico indurite da 50 a 65 HRC e levigate a una rugosità superficiale media da 0,2 a 0,4 micron e presentano cerchi concentrici per consentire il centraggio della cella di carico da calibrare . In yet another embodiment of the present invention, the horizontal compression table capable of supporting a strain gauge load cell to be calibrated and the horizontal top cross member of the load suspension rod are provided with hardened load platforms from 50 to 65 HRC and honed to an average surface roughness of 0.2 to 0.4 microns and have concentric circles to allow centering of the load cell to be calibrated.

Il telaio principale della macchina è costituito da una piastra pesante (1), da una pluralità di piastre (2) unite insieme da distanziatori (3) e la piastra ubicata più inferiormente (11) è supportata da viti di livello (12) poggianti su una piastra piatta (13) come mostrato schematicamente nella figura 2 dei disegni. La tavola di compressione (9) nella porzione superiore del telaio della macchina presenta una pluralità di fori in modo da fare passare l'asta di collegamento dell'asta di supporto di carico. Detta tavola di compressione è supportata da due viti che poggiano sulla piastra superiore a un'estremità e l'altra estremità è fissata al sistema di puleggia a cinghia in modo da alloggiare la cella di carico di prova (30) da 20 a 300 mm in compressione. La tavola di compressione orizzontale, su cui viene fatta poggiare la cella di carico, è indurita da 50 a 65 HRC e levigata a una rugosità superficiale media da 0,2 a 0,4 micron. Su detta tavola di compressione orizzontale sono creati cerchi concentrici in modo da facilitare il centraggio della cella di carico. L'altezza da terra alla piastra di supporto ubicata più superiormente (7) è dell'ordine di circa 4 metri e la parte superiore della pila di pesi (19) presenta un'altezza di circa 3,0 metri, da terra, dove viene effettivamente misurato il valore di "g" della gravità locale vicino alla parte inferiore della macchina. Il carico viene applicato alla cella di carico (30) attraverso l'asta di sospensione portante il carico (14, 16). La distribuzione della massa alla parte superiore e inferiore è tale per cui il centro di gravità del telaio di carico è situato sotto la cella di carico (30). La cella di carico (30) ubicata sulla tavola di compressione (9) supporta la piastra superiore (15) dell'asta di sospensione mentre l'estremità inferiore (16) dell'asta di sospensione è collegata direttamente alla pila di pesi (19). I pesi poggiano su un singolo supporto individuale e pertanto un qualsiasi peso può essere applicato o rimosso indipendentemente dalla sua posizione nella serie di pesi (19) in modo da aumentare o diminuire le forze di calibratura. Nella presente invenzione il perno centrale (20) viene utilizzato per trattenere un peso in una posizione di carico. L'angolo conico è compreso in un intervallo da 60° a 120°. La conicità di guida tra il perno centrale (20) e il corpo del peso (18) contribuisce ad ottenere un migliore allineamento come mostrato nelle figure 3(a) e 3(b). Il peso superiore è collegato al telaio di carico (14), in modo da applicare il carico alla cella di carico (30) ubicata sulla tavola di compressione (9). L'asta di sospensione è sempre la prima da applicare e l'ultima da rimuovere dalla cella di carico sottoposta a calibratura. La piastra (2), il distanziatore (3) e il peso (18) sono progettati in modo tale che venga mantenuta la distanza da 10 mm a 150 mm tra i due pesi entro una stretta tolleranza di ±0,5 mm in modo da consentire il carico e lo scarico dei pesi entro l'intervallo di tempo specificato da 10 secondi a 300 secondi. All'inizio tutti i pesi poggiano sul singolo attuatore pneumatico, poggiando sulle rispettive piastre (2). Tramite l'abbassamento graduale del peso attraverso il funzionamento dell'attuatore, l'asta di sospensione di carico raccoglie pesi morti predeterminati caricando in tal modo la cella di carico. I pesi applicati alla cella di carico sono la somma del peso selezionato più il peso dell'asta di sospensione di carico. The main frame of the machine is made up of a heavy plate (1), a plurality of plates (2) joined together by spacers (3) and the lower plate (11) is supported by level screws (12) resting on a flat plate (13) as shown schematically in Figure 2 of the drawings. The compression table (9) in the upper portion of the machine frame has a plurality of holes so as to pass the connecting rod of the load support rod. Said compression table is supported by two screws which rest on the upper plate at one end and the other end is fixed to the belt pulley system so as to house the test load cell (30) from 20 to 300 mm in compression. The horizontal compression table, on which the load cell is placed, is hardened from 50 to 65 HRC and smoothed to an average surface roughness of 0.2 to 0.4 microns. Concentric circles are created on said horizontal compression table in order to facilitate the centering of the load cell. The height from the ground to the support plate located higher up (7) is of the order of about 4 meters and the upper part of the stack of weights (19) has a height of about 3.0 meters, from the ground, where it is actually measured the "g" value of local gravity near the bottom of the machine. The load is applied to the load cell (30) through the load carrying suspension rod (14, 16). The mass distribution at the top and bottom is such that the center of gravity of the load frame is located under the load cell (30). The load cell (30) located on the compression table (9) supports the upper plate (15) of the suspension rod while the lower end (16) of the suspension rod is connected directly to the weight stack (19) . The weights rest on a single individual support and therefore any weight can be applied or removed regardless of its position in the series of weights (19) in order to increase or decrease the calibration forces. In the present invention the central pin (20) is used to hold a weight in a loading position. The conical angle ranges from 60 ° to 120 °. The guide taper between the central pin (20) and the weight body (18) helps to achieve better alignment as shown in Figures 3 (a) and 3 (b). The upper weight is connected to the load frame (14), in order to apply the load to the load cell (30) located on the compression table (9). The suspension rod is always the first to be applied and the last to be removed from the load cell undergoing calibration. The plate (2), the spacer (3) and the weight (18) are designed in such a way that the distance from 10 mm to 150 mm between the two weights is kept within a strict tolerance of ± 0.5 mm in order to allow loading and unloading of weights within the specified time interval from 10 seconds to 300 seconds. At the beginning, all the weights rest on the single pneumatic actuator, resting on the respective plates (2). By gradually lowering the weight through actuator operation, the load suspension rod collects predetermined dead weights thereby loading the load cell. The weights applied to the load cell are the sum of the selected weight plus the weight of the load suspension rod.

La macchina è completamente automatizzata attraverso attuatori pneumatici guidati da un menu per l'applicazione di una forza predeterminata alla cella di carico di prova da calibrare. Gli attuatori pneumatici nella posizione aperta trattengono tutti i pesi in una posizione fissa e sono collegati a un PC (28) attraverso il sistema di server incorporato (27) e l'alimentatore (26). Per automatizzare la macchina per la forza si sono utilizzati sottosistemi hardware e software (HW/SW) progettati su misura. Un sistema di server incorporato basato su un microcontroller interiacciato con un PC, rende il funzionamento della macchina interattivo con un software applicativo specifico basato su una finestra guidata da un menu, come descritto nei diagrammi di flusso nelle figure 6(a) e 6(b) dei disegni. Il software della macchina è in grado di gestire la calibratura delle celle di carico di prova secondo una qualsiasi delle procedure standard ASTM E-74-2000, ISO 376-2000 o IS 4169-1988, automaticamente alla ricezione dei comandi dal PC. Il funzionamento della macchina nella modalità sia automatica sia manuale è selezionabile sulla finestra di avvio dal computer. Nel suo funzionamento nella modalità automatica, prima dell'inizio della calibratura, l'operatore può selezionare le fasi della forza, il tempo di pausa ad ogni fase per la registrazione dell'osservazione, se la serie di forze debba essere considerata in entrambe le direzioni per l'isteresi, o solamente in una direzione. Si può inoltre preselezionare il numero di precarichi a una piena capacità o a un sovraccarico del 10% prima di stabilire la calibratura. Poi il sistema di controllo HW/SW della macchina esegue la calibratura cliccando precarico e successivamente cliccando su "ottenere la lettura" . Dalla pila di pesi si può applicare un qualsiasi peso contro il centro della cella di carico, alla ricezione del comando inviato dal PC, esso viene trattenuto per un periodo di tempo per la stabilizzazione e la conformità al requisito dello standard e preleva la lettura dall'indicatore digitale prima di passare alla successiva forza di calibratura. Lo stesso processo viene ripetuto secondo il comando impostato all'inizio del processo di calibratura. L'intero carico può essere applicato o rimosso entro un tempo predeterminato con oscillazioni e vibrazioni trascurabili garantendo una stabilità e una ripetibilità migliori. The machine is fully automated through menu driven pneumatic actuators for applying a predetermined force to the test load cell to be calibrated. Pneumatic actuators in the open position hold all weights in a fixed position and are connected to a PC (28) via the embedded server system (27) and power supply (26). Custom designed hardware and software (HW / SW) subsystems were used to automate the force machine. An embedded server system based on a microcontroller interleaved with a PC, makes the operation of the machine interactive with a specific application software based on a window driven by a menu, as described in the flowcharts in Figures 6 (a) and 6 (b ) of the drawings. The machine software is able to manage the calibration of the test load cells according to any of the standard procedures ASTM E-74-2000, ISO 376-2000 or IS 4169-1988, automatically upon receiving commands from the PC. The operation of the machine in both automatic and manual mode can be selected on the start window from the computer. In its operation in the automatic mode, before the start of the calibration, the operator can select the phases of the force, the pause time at each phase for recording the observation, if the series of forces is to be considered in both directions for hysteresis, or only in one direction. You can also preselect the number of preloads to full capacity or 10% overload before establishing calibration. Then the HW / SW control system of the machine performs the calibration by clicking preload and then clicking on "get reading". Any weight can be applied from the stack of weights against the center of the load cell, upon receipt of the command sent by the PC, it is held for a period of time for stabilization and compliance with the standard requirement and takes the reading from the digital indicator before moving on to the next calibration force. The same process is repeated according to the command set at the start of the calibration process. The entire load can be applied or removed within a predetermined time with negligible oscillations and vibrations ensuring better stability and repeatability.

La modalità operativa, vale a dire la modalità automatica o manuale della macchina, può essere selezionata dalla schermata prima di iniziare la calibratura. Nel funzionamento manuale si può inoltre eseguire l'applicazione del carico attraverso un sistema interattivo di visualizzazione basato su una finestra come viene eseguito nella modalità automatica tranne che essa rimarrà ad un carico desiderato e aspetterà il comando successivo il quale viene di solito fornito dopo avere registrato manualmente l'uscita della cella di carico. Con questo metodo di controllo della forza, è possibile applicare e mantenere costante una precisa forza desiderata per un tempo sufficientemente lungo. Nella modalità automatica la pressione pneumatica è regolata in modo tale da presentare una vibrazione ridotta e un tempo di stabilizzazione basso per la forza applicata prima di registrare automaticamente la lettura entro 30 sec, una volta applicato o rimosso il carico, si può inoltre regolare il tempo di registrazione dei dati tra 10 sec e 240 sec prima di iniziare la calibratura. The operating mode, i.e. automatic or manual mode of the machine, can be selected from the screen before starting the calibration. In manual operation it is also possible to execute the load application through an interactive window based visualization system as it is done in automatic mode except that it will remain at a desired load and wait for the next command which is usually given after recording. manually the output of the load cell. With this method of force control, a precise desired force can be applied and maintained constant for a sufficiently long time. In automatic mode the pneumatic pressure is adjusted to have a low vibration and a low stabilization time for the applied force before automatically recording the reading within 30 sec, once the load is applied or removed, the time can also be adjusted of data logging between 10 sec and 240 sec before starting the calibration.

Quando e nel momento in cui i pesi non utilizzati vengono a contatto fisico con il perno centrale (20) durante la calibratura viene adottata una precauzione particolare nel software per fornire un allarme. When and when unused weights come into physical contact with the center pin (20) during calibration, a special precaution is taken in the software to provide an alarm.

Il software sviluppato è realizzato per un ulteriore calcolo e per la stampa del rapporto di calibratura. Esso poi procede con l'analisi dei dati osservati, con l'adattamento polinomiale nel caso del dispositivo di misurazione continua della forza, con la stima dell'incertezza, e con la classificazione secondo il requisito dello standard di calibratura. The developed software is designed for further calculation and for printing the calibration report. It then proceeds with the analysis of the observed data, with the polynomial fit in the case of the continuous force measuring device, with the estimation of uncertainty, and with the classification according to the requirement of the calibration standard.

La forza minima di 0,2 kN, la quale è il carico nominale dell'asta di sospensione di carico calibrata, viene sempre inclusa come prima forza applicata. La pila di pesi è costituita da 1 a 26 pesi i quali sono composti da SS 304. The minimum force of 0.2 kN, which is the rated load of the calibrated load suspension rod, is always included as the first applied force. The weight stack consists of 1 to 26 weights which are composed of SS 304.

Si sono condotti esperimenti per la ripetibilità della calibratura della cella di carico con la cella di carico tenuta in una posizione sul suo asse, (a) serie di punti presi in una serie, (b) serie di punti presi in una seconda serie senza perturbare la posizione della cella di carico, (c) serie di punti presi in una terza serie senza perturbare la posizione della cella di carico. Experiments were conducted for the repeatability of the calibration of the load cell with the load cell held in a position on its axis, (a) series of points taken in one series, (b) series of points taken in a second series without disturbing the position of the load cell, (c) series of points taken in a third series without disturbing the position of the load cell.

Si sono inoltre condotti esperimenti per la riproducibilità della calibratura della cella di carico con la cella di carico tenuta ruotata ad angoli diversi sul suo asse. La serie di punti (a) è per il trasduttore mantenuto invariato, (b) è per lo stesso trasduttore ruotato di 120° e (c) è per lo stesso trasduttore ruotato di 240°. Experiments were also conducted for the reproducibility of the calibration of the load cell with the load cell held rotated at different angles on its axis. The series of points (a) is for the transducer kept unchanged, (b) is for the same transducer rotated by 120 ° and (c) is for the same transducer rotated by 240 °.

Nella calibratura dei dispostivi di prova della forza, sono stati condotti cinque cicli di forza. In un ciclo la forza è stata aumentata nelle fasi del 10% nella portata dal 10 al 100% del trasduttore. Dopo l'attesa di tre minuti per l'azzeramento, si è ripetuto lo stesso ciclo di forza nella stessa posizione della cella di carico. Un ciclo delle osservazioni è stato registrato dopo avere ruotato il trasduttore di 120° seguendo la stessa sequenza di forza ed è stato poi diminuito in fasi simili dal 100% al 10% prima di riportarlo alla forza zero. Dopo avere ruotato di nuovo la cella di carico di 120° dalla sua posizione precedente si è eseguita la stessa procedura della posizione precedente. In una posizione e in un ciclo si sono registrate 20 osservazioni, portanti a un totale di 80 osservazioni per calibratura. La cella di carico di scala naturale di 10 kN è utilizzata nella sua portata dal 10% al 100% e pertanto si è registrato un procedura. Si è calcolata la media delle quattro serie di letture. In questa fase si è interessati all'errore relativo e non ai valori assoluti e di conseguenza tutti i valori sono solamente in unità indicative. L'errore di ripetibilità in tutti e quattro i cicli di forza rispetto alla media di questi cicli nella serie crescente di forza è mostrato in figura 4 dei disegni e la deviazione dalla media quando la cella di carico di prova viene ruotata attorno al suo asse è mostrata in figura 5. É chiaro che l'errore rotazionale massimo è di 15 ppm e l'errore di ripetibilità è entro 8 ppm lungo la portata dal 10% al 100% della macchina. Si osserva una dispersione simile dei dati di calibratura delle celle di carico di 2,5 kN, quando queste vengono calibrate in condizioni identiche. In the calibration of the force testing devices, five force cycles were conducted. In one cycle the force was increased in steps by 10% in the range from 10 to 100% of the transducer. After waiting three minutes for zero, the same force cycle was repeated in the same position of the load cell. A cycle of observations was recorded after rotating the transducer 120 ° following the same force sequence and was then decreased in similar steps from 100% to 10% before returning it to zero force. After having rotated the load cell again 120 ° from its previous position, the same procedure was performed as in the previous position. 20 observations were recorded in one location and cycle, resulting in a total of 80 observations per calibration. The 10 kN full scale load cell is used in its range from 10% to 100% and therefore a procedure has been registered. The four series of readings were averaged. In this phase we are interested in the relative error and not in the absolute values and consequently all the values are only in indicative units. The repeatability error in all four force cycles relative to the average of these cycles in the increasing force series is shown in Figure 4 of the drawings and the deviation from the average when the test load cell is rotated around its axis is shown in figure 5. It is clear that the maximum rotational error is 15 ppm and the repeatability error is within 8 ppm along the 10% to 100% range of the machine. A similar dispersion of the calibration data of the 2.5 kN load cells is observed when they are calibrated under identical conditions.

La novità della presente invenzione risiede nell'indipendenza della misurazione della forza dalla precisione di posizionamento di una cella di carico di calibratura rispetto all'angolo e all'applicazione della forza assiale. Un'ulteriore novità risiede nella vibrazione e nell'oscillazione trascurabili dei pesi durante il carico e lo scarico. Un'altra novità risiede nell'incertezza di ±0,004% della generazione della forza, nella modalità di compressione. Ancora un'ulteriore novità della presente invenzione risiede nel fatto che si può selezionare un qualsiasi peso in un modo casuale, rispetto alla selezione sequenziale dello stato anteriore della tecnica, dalla pila di pesi. Ancora un'ulteriore novità della presente invenzione è la calibratura della cella di carico di prova con un numero minore di pesi che sarebbero diversamente richiesti se i pesi dovessero essere caricati sequenzialmente per la cella di carico della stessa capacità. The novelty of the present invention lies in the independence of the force measurement from the positioning accuracy of a calibration load cell with respect to the angle and the application of the axial force. Another novelty lies in the negligible vibration and sway of the weights during loading and unloading. Another novelty is the ± 0.004% uncertainty of force generation in the compression mode. Still a further novelty of the present invention resides in the fact that any weight can be selected in a random manner, with respect to the sequential selection of the prior art, from the stack of weights. Still a further novelty of the present invention is the calibration of the test load cell with a smaller number of weights which would otherwise be required if the weights were to be loaded sequentially for the load cell of the same capacity.

Le novità sono state realizzate grazie alle caratteristiche uniche di costruzione della presente invenzione in particolare le fasi inventive non ovvie. Una di tali fasi inventive non ovvie essendo un perno centrale conico per ciascuno dei pesi avente una sede conica corrispondente nel foro centrale. Un'altra fase inventiva non ovvia essendo un accoppiamento maschiofemmina fissato agli attuatori pneumatici che consente la riduzione della vibrazione e dell'oscillazione durante il carico e lo scarico e un significativo miglioramento dei dati ripetibili. Ancora un'altra fase inventiva non ovvia essendo la fornitura di una combinazione di un sistema pneumatico, costituito da un compressore e da un alimentatore, con detti attuatori pneumatici che consente pertanto di selezionare manualmente in modo casuale i pesi dalla pila di pesi. Inoltre, il funzionamento manuale è stato automatizzato attraverso una combinazione di un sistema di server incorporato, di un sistema pneumatico, dell'indicatore digitale compatibile con il computer e di un personal computer provvisto di un software applicativo guidato da un menu. The novelties have been achieved thanks to the unique construction features of the present invention, in particular the non-obvious inventive steps. One such non-obvious inventive step being a conical central pin for each of the weights having a corresponding conical seat in the central hole. Another non-obvious inventive step being a male-female coupling fixed to the pneumatic actuators which allows the reduction of vibration and oscillation during loading and unloading and a significant improvement of the repeatable data. Yet another non-obvious inventive step being the supply of a combination of a pneumatic system, consisting of a compressor and a feeder, with said pneumatic actuators which therefore allows the weights to be randomly selected manually from the weight stack. In addition, manual operation was automated through a combination of an embedded server system, pneumatic system, computer-compatible digital indicator, and a personal computer equipped with menu-driven application software.

Alcune caratteristiche di costruzione e altre caratteristiche sono: Some construction features and other features are:

a. Una macchina convenzionale per la forza di pesi morti utilizza un motore elettrico e un sistema a ingranaggi i quali creano molto rumore, oscillazione e vibrazione durante l'applicazione dei pesi morti e quindi un grande tempo di stabilizzazione, la presente invenzione utilizza un sistema pneumatico che riduce significativamente la stabilizzazione grazie alla vibrazione e all'oscillazione trascurabili senza rumore. to. A conventional deadweight force machine uses an electric motor and a gear system which creates a lot of noise, oscillation and vibration during the application of the deadweight and therefore a large stabilization time, the present invention uses a pneumatic system which significantly reduces stabilization due to negligible vibration and sway without noise.

b. Una macchina convenzionale per la forza di pesi morti utilizza almeno tre accoppiamenti attorno alla circonferenza per accoppiare insieme il peso mentre la presente invenzione utilizza solamente un perno centrale con una sede conica per unire insieme e applicare i pesi morti agli strumenti di prova della forza. b. A conventional deadweight force machine uses at least three circumferential couplings to couple the weight together while the present invention uses only a center pin with a tapered seat to join together and apply deadweight to the force testing instruments.

c. In una macchina convenzionale di pesi morti i pesi morti possono essere applicati o rimossi sequenzialmente il che richiede un maggior numero di pesi per calibrare il dispositivo di prova della forza di una particolare capacità mentre nella presente invenzione il carico può essere applicato o rimosso in modo casuale dagli strumenti di prova della forza indipendentemente dalla sua posizione nella pila di pesi . c. In a conventional deadweight machine the dead weights can be applied or removed sequentially which requires a greater number of weights to calibrate the force testing device of a particular capacity whereas in the present invention the load can be applied or removed randomly. from the strength testing instruments regardless of its position in the weight stack.

d. Il sistema pneumatico per il carico e lo scarico dei pesi morti funziona a una pressione vicina alla pressione atmosferica. d. The pneumatic system for loading and unloading dead weights operates at a pressure close to atmospheric pressure.

e. L'accoppiamento multiplo attorno alla circonferenza dei pesi morti per impegnare insieme i pesi in una pila di pesi. And. The multiple coupling around the circumference of the dead weights to bind the weights together in a stack of weights.

f. La selezione casuale dei pesi dalla pila di pesi. I seguenti esempi sono forniti a titolo illustrativo del funzionamento dell'invenzione e non devono in alcun modo essere interpretati come limitativi della portata della presente invenzione. f. Random selection of weights from the weight stack. The following examples are provided by way of illustration of the operation of the invention and should in no way be construed as limiting the scope of the present invention.

Esempio-1 Example-1

Si è utilizzata una cella di carico estensimetrica ben caratterizzata di scala naturale di 2 kN, avente un'incertezza di ±0,02% delle forze misurate e una ripetibilità superiore a ±0,002%. Questa è riconducibile allo standard nazionale di forza di riferimento tramite il suo confronto diretto. In tutte queste indagini è stato utilizzato un indicatore ad alta risoluzione (Modello DMP-40, HBM, Germania) avente una risoluzione e una stabilità di 1 ppm con una frequenza di campionamento di dati di 50 Hz e trasmessa a un PC attraverso un'interfaccia GPIB. La forza viene trasmessa attraverso una sfera e un cuscinetto di compressione di durezza di 58 HRC e attraverso un distanziatore morbido piatto. Non si è rilevata alcuna traccia visibile di impronte sul cuscinetto quando controllato dopo ciascun ciclo di forze. A well characterized 2 kN natural scale strain gauge load cell was used, having an uncertainty of ± 0.02% of the measured forces and a repeatability greater than ± 0.002%. This is attributable to the national reference force standard through its direct comparison. In all these investigations a high resolution indicator (Model DMP-40, HBM, Germany) was used with a resolution and stability of 1 ppm with a data sampling rate of 50 Hz and transmitted to a PC via an interface. GPIB. The force is transmitted through a ball and compression bearing of 58 HRC hardness and through a flat soft spacer. No visible footprints were found on the bearing when checked after each force cycle.

L'interazione della macchina dovuta all'allineamento difettoso della forza applicata su un dinamometro può influenzare significativamente la precisione dei valori misurati, pertanto è desiderabile osservare la risposta della cella di carico in diverse posizioni simmetriche rispetto al suo asse verticale. La cella di carico è stata tenuta in una posizione e si è ripetuta la prova di carico due volte aumentando la forza in fasi uguali coprendo la portata dal 10% al 100% della cella di carico, vale a dire da 0,2 kN a 2 kN. La deviazione relativa della forza misurata dal valore standard è compresa tra (-)0,6xl0<"s>e 4xl0<'6>. The interaction of the machine due to the faulty alignment of the force applied on a dynamometer can significantly affect the accuracy of the measured values, therefore it is desirable to observe the response of the load cell in several symmetrical positions with respect to its vertical axis. The load cell was held in one position and the load test was repeated twice by increasing the force in equal steps covering the range from 10% to 100% of the load cell, i.e. 0.2 kN to 2 kN. The relative deviation of the measured force from the standard value is between (-) 0.6xl0 <"s> and 4xl0 <'6>.

Esempio-2 Example-2

L'interazione della macchina dovuta all'allineamento difettoso della forza applicata su un dinamometro può influenzare significativamente la precisione dei valori misurati, pertanto è desiderabile osservare la risposta del dinamometro in diverse posizioni simmetriche rispetto al suo asse verticale. La cella di carico è stata tenuta in una posizione di 120° e si è ripetuta la prova di carico in ciascuna direzione aumentando e diminuendo la forza in fasi uguali coprendo la portata dal 10% al 100% del dinamometro, vale a dire da 0,2 kN a 2 kN. La deviazione relativa della forza misurata dal valore standard è compresa tra (-)lxlO<'5>e “ 0. The interaction of the machine due to the faulty alignment of the force applied on a dynamometer can significantly affect the accuracy of the measured values, therefore it is desirable to observe the response of the dynamometer in several symmetrical positions with respect to its vertical axis. The load cell was held in a 120 ° position and the load test was repeated in each direction by increasing and decreasing the force in equal steps covering the range from 10% to 100% of the dynamometer, i.e. from 0, 2 kN to 2 kN. The relative deviation of the measured force from the standard value is between (-) lxlO <'5> and “0.

Esempio-3 Example-3

Si è utilizzata una cella di carico estensimetrica ben caratterizzata di scala naturale di 2 kN, avente un'incertezza di ±0,02% delle forze misurate e una ripetibilità superiore a ±0,002%. Questa è riconducibile allo standard nazionale di forza di riferimento tramite il suo confronto diretto. In tutte queste indagini è stato utilizzato un indicatore ad alta risoluzione (Modello DMP-40, HBM, Germania) avente una risoluzione e una stabilità di 1 ppm con una frequenza di campionamento di dati di 50 Hz e trasmesso a un PC attraverso un'interfaccia GPIB. La forza viene trasmessa attraverso una sfera e un cuscinetto di compressione di durezza di 58 HRC e attraverso un distanziatore morbido piatto. Non si è rilevata alcuna traccia visibile di impronte sul cuscinetto quando controllato dopo ciascun ciclo di forze. A well characterized 2 kN natural scale strain gauge load cell was used, having an uncertainty of ± 0.02% of the measured forces and a repeatability greater than ± 0.002%. This is attributable to the national reference force standard through its direct comparison. In all these investigations, a high resolution indicator (Model DMP-40, HBM, Germany) was used with a resolution and stability of 1 ppm with a data sampling rate of 50 Hz and transmitted to a PC via an interface. GPIB. The force is transmitted through a ball and compression bearing of 58 HRC hardness and through a flat soft spacer. No visible footprints were found on the bearing when checked after each force cycle.

L'interazione della macchina dovuta all'allineamento difettoso della forza applicata su un dinamometro può influenzare significativamente la precisione dei valori misurati, pertanto è desiderabile osservare la risposta del dinamometro in diverse posizioni simmetriche rispetto al suo asse verticale. La cella di carico è stata tenuta a 240° nella sua posizione e si è ripetuta la prova di carico in ciascuna direzione aumentando e diminuendo la forza in fasi uguali coprendo la portata dal 10% al 100% della cella di carico, vale a dire da 0,2 kN a 2 kN. La deviazione relativa della forza misurata dal valore standard è compresa tra (-)2xl0<~6>e 6xl0<-6>. The interaction of the machine due to the faulty alignment of the force applied on a dynamometer can significantly affect the accuracy of the measured values, therefore it is desirable to observe the response of the dynamometer in several symmetrical positions with respect to its vertical axis. The load cell was held at 240 ° in its position and the load test was repeated in each direction by increasing and decreasing the force in equal steps covering the range from 10% to 100% of the load cell, i.e. from 0.2 kN to 2 kN. The relative deviation of the measured force from the standard value is between (-) 2xl0 <~ 6> and 6xl0 <-6>.

Esempio-4 Example-4

Si è utilizzata una cella di carico estensimetrica ben caratterizzata di scala naturale di 5 kN, avente un'incertezza di 0,02% delle forze misurate e una ripetibilità superiore a 0,002%. Questa è riconducibile allo standard nazionale di forza di riferimento tramite il suo confronto diretto. In tutte queste indagini è stato utilizzato un indicatore ad alta risoluzione (Modello DMP-40, HBM, Germania) avente una risoluzione e una stabilità di 1 ppm con una frequenza di campionamento di dati di 50 Hz e trasmesso a un PC attraverso un'interfaccia GPIB. La forza viene trasmessa attraverso una sfera e un cuscinetto di compressione di durezza di 58 HRC e attraverso un distanziatore morbido piatto. Non si è rilevata alcuna traccia visibile di impronte sul cuscinetto quando controllato dopo ciascun ciclo di forze. A well characterized 5 kN full-scale strain gauge load cell was used, having an uncertainty of 0.02% of the measured forces and a repeatability greater than 0.002%. This is attributable to the national reference force standard through its direct comparison. In all these investigations, a high resolution indicator (Model DMP-40, HBM, Germany) was used with a resolution and stability of 1 ppm with a data sampling rate of 50 Hz and transmitted to a PC via an interface. GPIB. The force is transmitted through a ball and compression bearing of 58 HRC hardness and through a flat soft spacer. No visible footprints were found on the bearing when checked after each force cycle.

L'interazione della macchina dovuta all'allineamento difettoso della forza applicata su una cella di carico può influenzare significativamente la precisione dei valori misurati, pertanto è desiderabile osservare la risposta della cella di carico in diverse posizioni simmetriche rispetto al suo asse verticale. La cella di carico è stata tenuta nella sua posizione e si è ripetuta la prova di carico due volte aumentando la forza in fasi uguali coprendo la portata dal 10% al 100% del dinamometro, vale a dire da 0,5 kN a 5 kN. La deviazione relativa della forza misurata dal valore standard è compresa tra (-)2xl0<~5>e 7xl0<~6>. The interaction of the machine due to the faulty alignment of the force applied on a load cell can significantly affect the accuracy of the measured values, therefore it is desirable to observe the response of the load cell in different symmetrical positions with respect to its vertical axis. The load cell was held in its position and the load test was repeated twice by increasing the force in equal steps covering the range from 10% to 100% of the dynamometer, i.e. from 0.5 kN to 5 kN. The relative deviation of the measured force from the standard value is between (-) 2xl0 <~ 5> and 7xl0 <~ 6>.

Esempio-5 Example-5

Si è utilizzata una cella di carico estensimetrica ben caratterizzata di scala naturale di 5 kN, avente un'incertezza di+0,02% delle forze misurate e una ripetibilità superiore a 0,002%. Questa è riconducibile allo standard nazionale di forza di riferimento tramite il suo confronto diretto. In tutte queste indagini è stato utilizzato un indicatore ad alta risoluzione (Modello DMP-40, HBM, Germania) avente una risoluzione e una stabilità di 1 ppm con una frequenza di campionamento di dati di 50 Hz e trasmesso a un PC attraverso un'interfaccia GPIB. La forza viene trasmessa attraverso una sfera e un cuscinetto di compressione di durezza di 58 HRC e attraverso un distanziatore morbido piatto. Non si è rilevata alcuna traccia visibile di impronte sul cuscinetto quando controllato dopo ciascun ciclo di forze. A well characterized strain gauge load cell of 5 kN natural scale was used, having an uncertainty of + 0.02% of the measured forces and a repeatability greater than 0.002%. This is attributable to the national reference force standard through its direct comparison. In all these investigations, a high resolution indicator (Model DMP-40, HBM, Germany) was used with a resolution and stability of 1 ppm with a data sampling rate of 50 Hz and transmitted to a PC via an interface. GPIB. The force is transmitted through a ball and compression bearing of 58 HRC hardness and through a flat soft spacer. No visible footprints were found on the bearing when checked after each force cycle.

L'interazione della macchina dovuta all'allineamento difettoso della forza applicata su un dinamometro può influenzare significativamente la precisione dei valori misurati, pertanto è desiderabile osservare la risposta della cella di carico in diverse posizioni simmetriche rispetto al suo asse verticale. La cella di carico è stata tenuta in una posizione di 120° e si è ripetuta la prova di carico in ciascuna direzione aumentando e diminuendo la forza in fasi uguali coprendo la portata dal 10% al 100% della cella di carico, vale a dire da 0,5 kN a 5 kN. La deviazione relativa della forza misurata dal valore standard è compresa tra (-)lxlO<"5>e 2xl0<”5>. The interaction of the machine due to the faulty alignment of the force applied on a dynamometer can significantly affect the accuracy of the measured values, therefore it is desirable to observe the response of the load cell in several symmetrical positions with respect to its vertical axis. The load cell was held in a 120 ° position and the load test was repeated in each direction by increasing and decreasing the force in equal steps covering the range from 10% to 100% of the load cell, i.e. from 0.5 kN to 5 kN. The relative deviation of the measured force from the standard value is between (-) lxlO <"5> and 2xl0 <" 5>.

Esempio-6 Example-6

Si è utilizzata una cella di carico estensimetrica ben caratterizzata di scala naturale di 5 kN, avente un'incertezza di ±0,02% delle forze misurate e una ripetibilità superiore a 0,002%. Questa è riconducibile allo standard nazionale di forza di riferimento tramite il suo confronto diretto. In tutte queste indagini è stato utilizzato un indicatore ad alta risoluzione (Modello DMP-40, HBM, Germania) avente una risoluzione e una stabilità di 1 ppm con una frequenza di campionamento di dati di 50 Hz e trasmesso a un PC attraverso un'interfaccia GPIB. La forza viene trasmessa attraverso una sfera e un cuscinetto di compressione di durezza di 58 HRC e attraverso un distanziatore morbido piatto. Non si è rilevata alcuna traccia visibile di impronte sul cuscinetto quando controllato dopo ciascun ciclo di forze. A well characterized 5 kN natural scale strain gauge load cell was used, having an uncertainty of ± 0.02% of the measured forces and a repeatability greater than 0.002%. This is attributable to the national reference force standard through its direct comparison. In all these investigations, a high resolution indicator (Model DMP-40, HBM, Germany) was used with a resolution and stability of 1 ppm with a data sampling rate of 50 Hz and transmitted to a PC via an interface. GPIB. The force is transmitted through a ball and compression bearing of 58 HRC hardness and through a flat soft spacer. No visible footprints were found on the bearing when checked after each force cycle.

L'interazione della macchina dovuta all'allineamento difettoso della forza applicata su una cella di carico può influenzare significativamente la precisione dei valori misurati, pertanto è desiderabile osservare la risposta del dinamometro in diverse posizioni simmetriche rispetto al suo asse verticale. La cella di carico è stata tenuta a 240° nella sua posizione e si è ripetuta la prova di carico in ciascuna direzione aumentando e diminuendo la forza in fasi uguali coprendo la portata dal 10% al 100% della cella di carico, vale a dire da 0,5 kN a 5 kN. La deviazione relativa della forza misurata dal valore standard è compresa tra (-)6xl0<“6>e lxl0<~5>. The interaction of the machine due to the faulty alignment of the force applied on a load cell can significantly affect the accuracy of the measured values, therefore it is desirable to observe the response of the dynamometer in several symmetrical positions with respect to its vertical axis. The load cell was held at 240 ° in its position and the load test was repeated in each direction by increasing and decreasing the force in equal steps covering the range from 10% to 100% of the load cell, i.e. from 0.5 kN to 5 kN. The relative deviation of the measured force from the standard value is between (-) 6xl0 <“6> and lxl0 <~ 5>.

La macchina automatizzata per la forza di pesi morti della presente invenzione utile per la calibratura di celle di carico estensimetriche, in grado di fornire la calibratura di celle di carico nella modalità di compressione utilizzata sia ai fini di pesatura sia per la misurazione di una forza statica, consente la calibratura di celle di carico estensimetriche con una precisione superiore a ±0,00025% fino a una capacità di 10 kN secondo gli standard internazionali IS0376-2004, IS4169-1988 e ASTM E 74-2000 per la calibratura di strumenti di prova della forza nella modalità sia automatica sia manuale con una precisione migliore e in breve tempo. Il tempo di stabilizzazione è significativamente basso grazie all'utilizzo di un sistema pneumatico di carico e di scarico rispetto al motore elettrico e al sistema a ingranaggi convenzionali vecchi di un secolo, quest'ultimo produce molta vibrazione e oscillazione e quindi richiede un tempo maggiore di stabilizzazione. The automated dead weight force machine of the present invention useful for the calibration of strain gauge load cells, capable of providing the calibration of load cells in the compression mode used both for weighing purposes and for the measurement of a static force , allows the calibration of strain gauge load cells with an accuracy greater than ± 0.00025% up to a capacity of 10 kN according to the international standards IS0376-2004, IS4169-1988 and ASTM E 74-2000 for the calibration of test instruments force in both automatic and manual modes with better accuracy and in a short time. The stabilization time is significantly low due to the use of a pneumatic loading and unloading system compared to the century-old conventional electric motor and gear system, the latter producing a lot of vibration and oscillation and therefore takes a longer time to stabilization.

I nuovi risultati conseguiti sono: The new results achieved are:

a. La calibratura può essere eseguita utilizzando uno qualsiasi degli standard internazionali accettati IS0376-2004 , ASTM E74-2004, IS 4169-1988 per la calibratura di un dispositivo di prova della forza. b. La calibratura può essere eseguita in una durata di tempo la quale è significativamente bassa rispetto al tempo richiesto in macchine convenzionali. to. Calibration can be performed using any of the accepted international standards IS0376-2004, ASTM E74-2004, IS 4169-1988 for the calibration of a force testing device. b. The calibration can be performed in a time duration which is significantly short compared to the time required in conventional machines.

c. La calibratura può essere eseguita con una ripetibilità superiore a 2 ppm in tutto l'intervallo della calibratura. c. Calibration can be performed with repeatability greater than 2ppm throughout the calibration range.

d. La calibratura nella modalità automatica riduce la soggettività dell'operatore da cui una migliore precisione dei dati di calibratura. d. The calibration in automatic mode reduces the subjectivity of the operator hence a better accuracy of the calibration data.

e. Un consumo di energia pressoché trascurabile e il minimo coinvolgimento di manodopera addestrata aventi come risultato una calibratura economica sia in termini di tempo sia in termini di denaro. And. An almost negligible energy consumption and the minimum involvement of trained manpower resulting in an economic calibration both in terms of time and money.

f. La riconferma in situ dei risultati di calibratura in quanto si può ricontrollare la correttezza dei pesi morti di denominazione simile. f. Reconfirmation of the calibration results in situ as the correctness of dead weights of similar designation can be rechecked.

g. Non vengono utilizzati componenti di accoppiamento mobili, ottenendo pertanto un funzionamento privo di inconvenienti per un lungo periodo di tempo in quanto non si ha alcun logoramento dei componenti. g. No movable coupling components are used, thus obtaining trouble-free operation for a long period of time as there is no wear of the components.

É stato possibile ottenere i nuovi risultati grazie alle seguenti fasi inventive non ovvie e alle seguenti caratteristiche : It was possible to obtain the new results thanks to the following non-obvious inventive steps and the following characteristics:

a. Mezzi per la selezione casuale di pesi morti tra la pila di pesi. to. Means for random selection of dead weights among the weight stack.

b. Perno singolo centrale con sede conica per trattenere insieme i pesi nella posizione di carico. c. La generazione e la realizzazione della forza con una precisione migliorata. b. Central single pin with conical seat to hold weights together in the loading position. c. Force generation and realization with improved accuracy.

d. L'utilizzo di un numero minore di pesi morti per calibrare la cella di carico lungo un ampio intervallo. I principali vantaggi della presente invenzione sono: 1. Il dispositivo può essere utilizzato per la calibratura poiché esso può generare e misurare una forza con una precisione dì ±0,004% lungo l'intervallo da 0,2 kN a 10 kN nella modalità di compressione. d. Using fewer dead weights to calibrate the load cell over a wide range. The main advantages of the present invention are: 1. The device can be used for calibration since it can generate and measure a force with an accuracy of ± 0.004% over the range from 0.2 kN to 10 kN in the compression mode.

2. Il dispositivo è affidabile, facile da utilizzare ed economico il quale troverà il suo utilizzo in molti settori industriali per il miglioramento e il controllo di qualità del loro prodotto. 2. The device is reliable, easy to use and economical which will find its use in many industrial sectors for the improvement and quality control of their product.

3 . Il dispositivo utilizza il sistema pneumatico costituito da attuatori pneumatici per il carico e lo scarico dei pesi morti il quale presenta un netto vantaggio rispetto al sistema elettromeccanico e al sistema idraulico in quanto la vibrazione e l'oscillazione sono ridotte al minimo e quindi richiede un tempo di stabilizzazione molto basso. 3. The device uses the pneumatic system consisting of pneumatic actuators for the loading and unloading of dead weights which has a clear advantage over the electromechanical system and the hydraulic system as vibration and oscillation are reduced to a minimum and therefore requires time. very low stabilization.

4 . La macchina è in grado di eseguire la calibratura del dispositivo di prova della forza nella compressione per la precisione più elevata possibile secondo tutti gli standard internazionali utilizzati per la calibratura dei dispositivi di prova della forza utilizzati per la verifica di macchine per la prova di trazione . 4. The machine is capable of calibrating the force testing device in compression to the highest possible accuracy according to all international standards used for the calibration of force testing devices used for testing tensile testing machines.

5. La macchina è in grado di eseguire in situ la riconferma dei pesi morti della stessa denominazione in quanto la forza può essere applicata tramite un qualsiasi peso selezionato indipendentemente dalla sua posizione nella pila di pesi. 5. The machine is capable of in situ reconfirmation of dead weights of the same denomination as the force can be applied via any selected weight regardless of its position in the weight stack.

Claims

according to any one of the preceding claims, wherein the machine comprises a rigid main frame consisting of a horizontal upper end plate (1), a horizontal lower end plate (11) supported by four level screws (12) resting on a flat plate (13) and a plurality of horizontal plates (2) which are separated through a plurality of similar spacers (3) and joined together near the four corners of said upper end plate (1), of said lower end plate (11) and said plurality of plates (2), respectively; said upper plate (1) being provided on the upper side with a plurality of support housings (4) capable of housing one end, the lower end, of a plurality of conductive screws (5), the upper ends of said screws conductors (5) passing through a plurality of support housings (6) fixed on a support plate (7) screwed to the upper plate (1) through a plurality of vertical rods (10); said upper plate (7) being provided with a belt pulley system (8) which allows the vertical displacement of a horizontal compression table (9) capable of supporting a strain gauge load cell (30) to be calibrated; the compression table (9) being provided with a load suspension rod consisting of two vertical rods (14) passing through said horizontal compression table (9) to join together an upper horizontal cross member (15) and a lower horizontal cross member (16); the lower part of said crosspiece (16) being provided through a plurality of inter-connected conical central pins (20) with a stack of weights (19) consisting of a plurality of dead weights (18) connected to each other through said plurality of conical central pins interconnected (20) forming a part of said load suspension rod; each of said weights (18) resting on pneumatic actuators (21) of a plurality of pneumatic actuators (22); said pneumatic actuators (21, 22) being connected to an air compressor (29) and to a power supply (26) to form a pneumatic actuator system (25); the electrical output of said strain gauge load cell (30) to be calibrated being connected to a conventional digital indicator (24) and to a processing system (28) provided with an incorporated server system (27) capable of controlling the load and the unloading of weights through the pneumatic actuator system (25). 5. Automated dead weight force machine according to any one of the preceding claims, wherein the magnitude of the applied force is in the range from 0.2 kN to 10 kN. The automated dead weight force machine according to any one of the preceding claims, wherein the force is measured in a range of 0.2 kN to 10 kN. The automated dead weight force machine according to any one of the preceding claims, wherein the uncertainty of the force measurement is less than ± 0.004% in the compression mode over the entire range. The automated dead weight force machine according to any one of the preceding claims, wherein the mass distribution at the top and bottom is such that the center of gravity of the load frame is located under the force testing device. 9. Automated dead weight force machine according to any one of the preceding claims, wherein the weights are axially stacked. 10. Automated machine for the force of dead weights according to any one of the preceding claims, wherein the empty space between any two weights is between 10 mm and 150 mm with a tolerance of ± 0.5 mm. 11. Automated machine for the force of dead weights according to any one of the preceding claims, in which the conical seat of the central hole of said weights has an included angle included in a range from 60 ° to 120 °. The automated dead weight force machine according to any one of the preceding claims, wherein the central pin of each of the weights has a conical angle included in a range from 60 ° to 120 °. 13. Automated dead weight force machine according to any one of the preceding claims, in which the horizontal compression table capable of supporting a strain gauge load cell to be calibrated and the horizontal upper cross member of the load suspension rod are provided with load platforms hardened from 50 to 65 HRC and polished to an average surface roughness of 0.2 to 0.4 microns and have concentric circles to allow centering of the load cell to be calibrated.