标准动态力源系统基础及隔振基础的设计

＠何闻＠贾叔仕￥浙江大学１概述国防科工委“八五”攻关项目标准动态力源系统用于产生大力值宽频带标准动态力以校准大力值宽频响动态力传感器，该系统的研制对我国动态力值计量技术步入世界先进行列具有深远的意义。本标准动态力源系统利用主机设备中落锤冲击卸荷产生标准负阶...     

高准确度大力值比对方法的研究

由中国计量科学研究院主导的大力值（〉1MN）国内比对，为保证我国力值的准确一致和正确传递，促进我国大力值计量水平的提高起到了重要作用。为制定科学、合理的比对方法，本文对力基、标准机特性，环境温度等影响高准确度大力值比对的因素进行了分析和研究。根据试验数据和参加比对的力标准机特性，提出了大力值国内比对的试验方法。     

过硬的计量科学技术使国外同行刮目相看

1 力的较量由国际计量测试联合会力和质量测量技术委员会主席、德国力学专家彼德斯博士率领的一个国际测力专家组，赴上海考察了由我国研制的20MN(2000吨力)液压式标准测力机。这些来自德国、英国、日本和芬兰等国的世界著名测力专家们亲自操作并多次演示后认为，我国首次采用单缸静压润滑技术研制成功的这台0.01%准确度大力值测力机，其研制技术已达世界领先水平。为此，国际专家组向中国计量科学研究院院长、力学专家及中国计量科技人员表示祝贺。大力值测力机是用于测定较大力值的装置，例如大型航天火箭发动机推力、高层建筑桩基承重力…     

正弦力校准中降低质量块振动响应不均匀影响的设计方案

力值测量与传感器校准已经非常广泛,而在重要工业领域,对于高频率和大力值动态力的测量与校准要求越来越高。质量块是动态力校准中的关键部件,其振动加速度分布不均匀会增大误差,特别在高频率和大力值情况下会严重影响动态力的校准。指出质量块加速度分布不均匀根源于质量块不是刚体,变形导致速度分布不均;并运用振动冲击保护装置变形吸能的原理提出设计方案,利用不同材料的搭配,让小部分轻质小刚度材料吸收大部分形变能,使密度刚度较高的大块材料相对成为刚体,保证惯性力整体均匀。经过有限元计算验证,该方案可以有效降低质量块振动响应不均匀带来的影响,提高力值复现的准确性。     

基于材料动态断裂的卸荷部件的设计

本文创造性地提出了一种实现大力值宽频带负阶跃力的卸荷部件设计方法。     

带惯性力补偿环节的力值测试系统

传统的电阻应变式测力传感器测量动态力时,由于它的等效弹簧刚度、动态质量以及力传递装置的附加质量一起限制了本身的固有频率,因而当被测输入力值的高频分量比较丰富时,就会出现系统的动态质量被激发的情况,从而使整个系统的输出信号不能精确复现输入力值,而产生相当大的动态误差。本文针对国内动态力测试的研究现状,提出了小力值动态测试的惯性力补偿法。方法的实质是:在应变式测力传感器活动端安装一个加速度计,构成一个带补偿环节的新型力传感器。加速度计用来测量载荷瞬变的加速度信号;力传感器用来测量稳态和载荷瞬变时的弹     

一种宽频带的负阶跃力的发生装置

本文介绍一种大力值，易控制，高精度，宽频带的负阶跃力发生装置。该方法是利用帕斯卡原理，由小油缸上的标准砝码在大油缸上产生一个放大的力值，然后利用冲击加卸油的方式撤消该力值以产生该负阶跃力。     

轨道交通动态客流对轮轨力特征影响研究

为了研究轨道交通动态客流对轮轨力特征的影响,通过对列车实际线路进行试验分析动态客流对列车轮轨力、脱轨系数及频谱特征参数的影响。在线路曲线段位置钢轨上粘贴应变片,获得列车在不同客流工况下通过该区间段时的轮轨力大小,分析比较客流高峰期、客流非高峰期典型工况下轮轨力幅值大小、幅值变化趋势、脱轨系数大小及主频范围与频率变化规律。结果表明：动态客流对轮轨力幅值影响较大,随着客流增大轮轨垂向力幅值增大12.9 %,轮轨横向力幅值增大7.5 %。列车正常运营状态下脱轨系数在0.12～0.16 之间变化,动态客流对脱轨系数影响较小,均在安全行车范围内。动态客流引起轮轨力主频幅值大小变化,钢轨内轨横向力共振频率由175 Hz偏移到155Hz,共振频率出现了偏移,但轮轨力频谱特征趋势基本保持一致。     

动态力传感器动态校准中校准方式及负载质量选取的研究

在动态力传感器的动态校准中,校准方式的选取会对动态校准结果产生较大影响。力传感器动态校准需要使用配重质量块作为负载,对于质量块的选择将影响力传感器动态幅值灵敏度的测量准确性,进而影响测量结果。本文通过对动态力传感器动态校准技术研究,对IEPE型动态力传感器进行不同校准方式下的动态幅值灵敏度校准实验,选取不同质量块分析其对测量结果的影响,为力传感器动态校准提供参考。     

轴向加荷疲劳试验机动态力修正方法分析

疲劳试验机的动态力修正量与试验机参振质量、刚度及其分布、试验机的传感器安装位置有关。通过对传感器安装在2种不同位置的疲劳试验机力学模型的动态力分析,给出试验机使用时动态力的近似修正公式。通过动态力与参振系统质量分布的分析,结合频率在1000Hz以下动态法与静态法力值校准的实验数据,认为疲劳试验机检定时采用静态法力值校准较动态法力值校准更为合理。     

河南省计量院顺利通过20MN叠加式力标准机国家验收

正近日,河南省计量院建立20 MN叠加式力标准机经过近2个月的安装调试,顺利通过中国计量科学研究院专家组检定验收。该标准机的建立,标志着河南省将实现20 MN以内量程的大力值溯源和传递,填补了河南省大力值计量标准的空白。叠加式力标准机是对力传感器、测力计等力值计量仪器进行检测的装置,广泛应用于高速铁路、机场、桥梁等工程建     

力传感器的动态重复性,线性度与性能改进的研究

提出了传感器的动态重复性与动态线性度的计算方法，介绍了用有源模拟滤波器改善力传感器动态性能的方法，包括力传感器动态数学模型、动态补偿模拟滤波的设计方法、力传感器动态模拟器及其电路、滤波器的电路、动态性能改善的实验结果。     

10MN叠加式力标准机方位误差试验研究

针对大力值叠加式力标准机检定中存在的问题,对不同试验工况下10MN叠加式力标准机的方位误差进行了研究,以探明标准测力仪的组合方式对力标准机方位误差的影响。此外,还提出了减小力标准机方位误差的解决方案。     

大幅值脉冲力激励装置研究

动态力测量的场景越来越广泛,对测量准确度的要求也越来越高。为解决国内始终没有基于绝对法加速度测量的脉冲式动态力标准装置的问题,研究建立了覆盖1~200 kN范围的脉冲力激励装置。经试验证明,该装置具有较好的横向运动比和台面幅值不均匀度,具有重要技术推广价值,为促进动态力传感器在工程实践中的应用以及动态力测量技术的发展提供了有力支撑。     

一种宽量程叠加式力标准机的设计

目前叠加式力标准机广泛应用于大力值测量,力标准机单次测量范围取决于参考标准测力仪的测量范围,通常为测力仪额定力值的10%到100%。因此在计量非标准量程测力仪时需要多次更换参考标准测力仪,无法实现连续计量。本文提出一种新型宽量程叠加式力标准机,通过加载过程中交换参考标准测力仪从而扩大单次测量范围。力标准机最大测量能力达到10MN,单次测量范围扩展到额定力值的3%到100%。文章中详细描述了该力标准机的工作原理以及创新技术,并计算了其测量结果的重复性、方位误差以及不确定度。     

基于帕斯卡原理的10 MN液压式力标准机的研制

针对液压式大力值标准装置中油缸与活塞间的润滑问题,应用静压润滑技术研制一台最大输出力值为10 MN、准确度等级为0.05级的液压放大式力标准机。通过在力标准机主油缸及测力油缸中均采用基于静压润滑技术的静压缸塞装置,利用油液的湿摩擦大幅减小油缸与活塞间的摩擦阻力;同时通过防过冲装置的设计,解决静压缸塞系统内,当一端加载时另一端缸塞发生过冲的现象。试验结果表明,基于静压润滑技术的液压放大式力标准机具有良好的力值重复性及输出稳定性,同时其方位误差和示值误差均达到设计要求。对静压润滑技术及防过冲装置在大力值标准装置中的应用具有参考价值。     

基于逆系统理论的无轴承永磁同步电机解耦控制研究

应用多变量非线性控制逆系统理论，对无轴承永磁同步电机的多变量、非线性、强耦合的控制对象进行了动态解耦控制研究；介绍了逆系统理论，阐述了无轴承永磁同步电机径向力的产生机理，建立了转矩力和径向悬浮力状态方程，分析了基于逆系统理论解耦控制的可行性，推导出基于逆系统理论的无轴承永磁同步电机转矩力与径向力之间的动态解耦控制算法。仿真结果表明，这种控制策略能够实现转矩力与径向力之间的动态解耦，并且系统具有良好的动、静态性能。     

力传感器动标输入信号的理论研究

讨论了对力传感器进行动态校准时输入力信号应满足的条件，给出了三种常用的力传感器在动态标定时使用的力信号的频率特性和有效条件。     

我国大力值测力机达到国际领先水平

由国际计量测试联合会力和质量测量技术委员会主席德国专家彼得斯博士率领的测力专家组,于近日赴上海考察了我国制造的20兆牛(2000吨力)液压式标准测力机。经专家组亲自操作多次演试后认为,我国制造的这台万分之一准确度的大力值测力机的性能良好。 国际专家组成员分别来自德国、英国、日本、芬兰等国家。专家们对我国独立创造性地研制成功超重型精密测力机给予了高度评价。认为中国首次采用单缸静压润滑技术的大力值测力机,其技术已达到世界领先水平。 这台 20兆牛液压式基准测力机,是一种力值大、精度高、超重型计量设备。它是根据我国现…     

动态力校准系统及标准性能指标

一、前言目前在一些领域中,动态力测量发展较快,并取得一些进展。人们已经认识到用于动态测量的传感器及其测量系统仅通过静态标定是得不到可靠数据的,因而为保证动态测量的准确、可靠,必须确定其动态性能。落锤式冲击力装置是一种理想的力源,与标准冲击加速度计配合,组成动态力校准系统,可根据不同的要求以比较法进行力传感器的准静态校准、动态校准和各种动态性能测试。本文介绍的落锤式动态力校准系统,其力值为50kN～1MN;力值上升时间≥0.5ms;幅值误差±2.0％。二、主要结构和工作原理落锤式冲击力装置如图1所示,主要由砧子1、机座2、立柱标尺3、力传感器4、毡