540kN力基准机砝码摆动的研究

日本国家计量研究院(National Research Laboratory of Metrology)540kN静重式力基准机中的振荡分量主要是由于砝码的摆动引起的。本文对砝码的动态特性做了详细的分析，给出了其摆动的轨迹图，并对由于砝码摆动引起的相对不确定度进行了评估。提出了一类采用传感器并联的叠加系统(以下称叠加系统)输出的力值信号来评估砝码动态特性的信号处理方法。它对研究静重式测力机砝码摆动提供了有效的分析方法。     

关于力标准机量值长期稳定性及某些标准机结构配置中存在缺陷的研究

<正>一、现力值的测量不确定度影响因素按照结构分析可以得出各类型力标准机的主要不确定度影响因素以及影响的途径和程度。静重式力标准机的主要影响因素包括砝码质量、重力加速度、空气密度、砝码密度等参数的测量不确定度,同时还受工作台水平度(或拉头同轴度)、砝码摆动量等的影响。杠杆式力标准机的主要影响因素除静重式力标准机的影响因素之外,还包括杠杆放大比、杠杆灵敏阈等的影响。液压式力标准机的主要影响因素除静重式力标     

静重式力标准机砝码交换力平衡控制技术

静重式力标准机利用少量的砝码，进行相等力值间隔逐级加、卸荷时，需要交换砝码。当砝码进行交换时出现逆负荷现象，会对被检测力仪的示值产生影响。阐述了静重式力标准机采用的交换砝码方法是建立在利用弹性力替代砝码重力，砝码交换过程中重力与弹性力达到平衡的基本原理。提出了实现静重式力标准机砝码交换时系统达到力平衡的一种预加荷装置，经砝码交换力平衡控制的力学分析与实验验证，静重式力标准机采用预加负荷实施倒码力平衡控制的方法在理论上和技术上是可行的、有效的。     

静重式力标准机砝码在线称量方法的研究

本文介绍了一种在线称量静重式力标准机砝码的方法,该方法通过设计一种新的静重式力标准机砝码现场称量装置,可在不拆卸砝码的情况下,完成静重式力标准机砝码的称量.     

JJG1116-2015《叠加式力标准机检定规程》解读

正JJG753-1991《叠加式力标准机检定规程》于1991年颁布。2001年,出于精简规程数量的要求,叠加式、液压式、静重式、杠杆式四类力标准机合并入JJG734-2001《力标准机检定规程》,并一直执行至今。叠加式力标准机(以下简称"叠加机")使用力传感器复现力值,其他类力标准机使用砝码复现力值,     

杠杆式力标准机控制系统设计

力标准机是力学计量中对各种力传感器、测力仪和称重传感器进行检定或测试的设备,它通常分为静重式、杠杆式、液压式、叠加式等类型。力值不确定度主要取决于砝码质量的不确定度、安装地点重力加速度的测量不确定度、砝码和空气密度的测量不确定度,同时还与砝码的稳定性、加卸方式及机器的结构有关。本文提出了一种杠杆式力标准机电气控制系统的设计方案,     

BZC600Ⅱ型静重式力标准机测量不确定度分析方法

静重式力标准机采用砝码直接加荷复现力值。它由机架、反向器吊挂系统、砝码组、砝码组合机构、砝码加卸装置及电控系统组成。下面对其测量不确定度进行分析。     

基于Adams的静重式力标准机中心吊杆倾斜摆动影响因素分析

针对2MN静重式力标准机,利用Adams软件进行中心吊杆倾斜摆动影响因素分析,并研究减小摆动影响的方法。考虑偏移角度、砝码质量以及砝码加载位置等为影响因素,研究不同加载状态对加载值和稳定时间的影响。提出利用吊杆底部增加质量和阻尼的方法来减小这种影响,提高设备的准确度和稳定性,结果表明此种方法能有效缩短力值稳定时间。     

静重式力标准机自动控制系统的研制

根据静重式力标准机的结构特点和工作原理,采用PLC控制器和PC作为主控单元设计了一套全自动控制系统.系统包括静重式力标准机砝码加、卸过程中关键逻辑的设计以及控制系统的主要功能,利用计算机语言编译了试验软件,实现了PC与PLC之间的通信和控制.实践证明,该控制系统在以多点开关量控制为主的静重式力标准机自动化控制方面具有一定的代表性和实际应用效果.     

力值计量标准现状及研究进展

在对比分析国际上各类力标准机计量性能的基础上,阐述了我国力值计量标准的研究现状及应用关键技术的先进性.提出并研制了基于静重式力标准机"独立加码"的技术与方法,解决了力标准机砝码逆程交换带来的负荷波动性过大的问题,为进一步研究砝码逆程交换产生的"逆负荷现象"提供了一种有效的技术方法.提出并研制了利用机械传动加载方式的叠加式力标准机,力传感器分组并联延伸力值的试验方法,以及力标准机参考标准量值溯源的方法,对研究建立新的大力值计量标准,具有参考和借鉴意义.     

一种新型的基于气浮轴承支撑的静重式微小力值标准装置

介绍了一种新型的基于气浮轴承支撑的静重式微小力值标准装置。该装置由静重砝码、砝码吊挂系统、砝码加卸系统、加荷框架、气浮轴承支撑的平衡梁等组成。由于采用气浮轴承支撑的平衡梁平衡加荷框架和砝码吊挂系统的重量,该标准装置复现的初始力值仅为1mN。该装置的静重砝码共有10组,每组10支,测量范围为1mN～10N。该标准装置在气浮轴承支撑的平衡梁、加荷框架、微型刀口式万向节等主要部件中采用了在国内首创的设计和结构,减小了力值复现不确定度,改进了标准装置的计量性能,解决了高准确度微小力值传感器的量值溯源问题。本文还介绍了标准装置的关键部件—气浮轴承的性能试验及结果。     

力传感器的校准及测量不确定度评定

描述了静重式力标准机、杠杆式力标准机及叠加式力标准机的结构、校准原理,对力传感器校准结果的测量不确定度影响因素、评定过程及方法作了明确分析。     

全自动1MN静重式力标准机

介绍了中国计量科学院新建成的1 MN静重式力标准机的工作原理、机械结构和电气控制系统,对该机进行了不确定度评定和性能试验与比对旁证.试验结果表明:1 MN静重机的重复性优于2×10-5;不确定度优于2×10-5(k=3).该机有效减小了加(卸)荷中的逆程,实现了砝码交换过程中的力值保持,实现了全自动控制的目标.     

静重式扭矩机的误差分析与改进建议

1 静重式扭矩机的结构原理 静重式扭矩机的工作原理是恒定臂长的刚性杠杆上旋转中心的输出轴串接着被检扭矩仪和调平制动机构，在力臂巾心处有接近理想的支承，在该杠杆两端距中心为L的加载处分别加载各级力值砝码，将杠杆调回水平位置，这样就在力臂中心处产生了近似于纯扭矩的标准静态扭矩。     

吊挂机构对力标准机工作准确度的影响与应对措施

静重式力标准机的加载系统是通过吊挂将砝码施加到被检测力仪上的.为保证工作平稳性和工作效率,吊挂必须附加一些复杂的机构.分析了1MN静重式力标准机的吊挂系统对力值检测计量精度的影响,建立了加载系统力学模型,从理论上分析了杠杆平衡装置、吊挂、防摆机构与系统测量准确度的关系,提出了误差计算方法和公式.结果表明,复杂的吊挂机构对系统的力值检测计量精度确是有影响的,但可以通过保证设备的机械结构装配精度来减小联结点的摩擦力,并同时保证位移控制精度来减小以至消除这种影响.     

叠加式力标准机不确定度理论评估结果

本文简述了叠加式力标准机的原理及影响叠加机力值不确定度的主要因素：参考标准,用于测量参考力值的叠加系统及力值施加机构基础上,论述并评估了叠加机力值不确定度的理论值。同时给出实际评估结果与本文理论评估结果一致性。文中所述内容对有关同行在建立叠加式力标准机及进行力值不确定度有一定参考价值。     

叠加式力标准机的长期稳定性与准确度

针对叠加式力标准机的准确度评价,重点研究了参考标准长期稳定性与力标准机准确度的关系,强调了对长期稳定性的考核必须在力值数据未经修正的前提下进行.分别采用直接法与间接法对3 MN叠加机进行了考核,结果表明其长期稳定性优于±0.02%,力值扩展不确定度优于0.03%(k=2).讨论了准确度优于0.03级的叠加机的量值溯源问题,指出了用直接法溯源到1MN静重式力基准机的可行性和优点,对于我国大力值计量体系的发展具有重要意义.     

JJG1117-2015《液压式力标准机检定规程》解读

正JJG734-2001《力标准机检定规程》包含静重式、杠杆式、液压式和叠加式4种力标准机。这4种力标准机的结构和原理不尽相同,计量性能要求、检定项目和检定方法也有不同,其中对不同类型的力标准机的检定方法缺少针对性,在执行过程中容易引起误解和争议。单独制定JJG1117-2015《液压式力标准机检定规程》,将有关液压式力标准机的内容从JJG734-2001中分离出来并加以完善,有利于液压式力标准机检定     

柱式负荷传感器的摆动支承振动分析

动态称重条件下,柱式负荷传感器的支承方式可分为弹性支承和摆动支承。动态称重时,摆动支承的称重系统表现出显著的振动特性,影响称重准确度和负荷传感器的疲劳寿命。针对摆动支承柱式负荷传感器,分析其运动特性得出摆动支承的稳定性条件,得到摆动支承下回复力与摆动角及施加的竖向力近似成正比的关系。利用达朗贝尔原理建立柱式负荷传感器摆动支承振动的动力学控制方程,分别对其自由状态和动态称重状态的动力学响应进行数值计算,得出支承振动振幅和回复时间的影响因素,为动态称重准确度的分析提供参考,同时也可作为称重系统减振的设计依据。     

力标准机独立加码与逆程交换研究

静重式力标准机在施加递增或递减负荷过程中，当砝码进行逆程交换时会出现逆负荷现象。为此，提出了力标准机独立加码的概念与方法，建立并讨论了独立加码方法的驱动方式、砝码加卸过程的运动规律、加卸过程中吊挂受力变化、加载稳定性和工作效率问题。研究了通过少量砝码的合理组合与交换，实现多力级等力值间隔加载的技术方法。当砝码进行逆程交换时，为减小以至消除逆负荷现象进行了理论分析和实验验证。结果表明，提出的方法是可行的和有效的。为力基、标准机的技术发展和提高提供了一种新的理论方法和试验依据，对力值计量检测技术的进步具有重要意义。