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。     

基于空气轴承支撑技术的高准确度大扭矩标准装置研究

介绍了新研制的基于空气轴承支撑技术的20 kN·m高准确度扭矩标准装置的工作原理、机械结构、性能试验,评定了该装置的不确定度.该标准装置采用静压空气轴承作为力臂杠杆的支撑部件,力臂系统采用了多部件框架结构,力臂材料采用了低热膨胀系数的因瓦合金材料,砝码加载系统采用了多个砝码组、旋转托盘和升降机构结合的方式,实现了不同量...     

浅议减小扭矩基标准装置不确定度的方法

传统扭矩标准装置大都为杠杆砝码式加荷原理,即在一定臂长的杠杆上,加挂一定数量的砝码形成标准扭矩值,这种加载方式在加载扭矩过程中,力臂杠杆的旋转支承机构的摩擦力将产生附加的摩擦力矩,带来较大的不确定度分量。目前国内外大多数研究机构在小扭矩的加载装置中采取空气轴承的方式来减少这一不确定度分量。但施加的扭矩越大,支撑轴承的摩擦力产生的摩擦力矩越大。因此本文就此问题提出采取力偶方式施加大扭矩,将大大减小附加摩擦力矩。     

静压轴承在扭矩标准装置中的应用

扭矩标准机是用来复现标准扭矩值并用来进行量值传递的标准装置。由于结构上的差异,不同的标准装置所涉及的不确定因素有所不同,且各项因素对测量结果的影响程度也不同。日前,我们研制的用于扭矩标准装置的静压气体轴承以及柔性连接机构大大提高了装置的重复性和复现性,降低了由于安装状态和连接状态不理想而引入的不确定度。     

仪器用气体静压球面轴承的结构设计与性能测试

论述了气体静压轴承是量仪主轴的理想支承型式,指出了这种支承的设计要点。同时,在此基础上研制了一种气体静压球面轴承。此轴承的性能测试数据表明:气体静压轴承能够为量仪主轴提共1/10～1/100微米的高精度回转运动轴线。     

多孔质气体静压轴承在三轴转台设计中的应用

气体静压轴承广泛应用于航空、航天、精密电子工业中。三轴转台是高精度的测试设备，用来对惯性系统和惯性元件进行检定、标定以及建立相应的误差模型，它的测试精度直接影响航空、航天等飞行器的控制和导航。转台的检测精度与回转轴的回转精度有密切关系。多孔质气体静压轴承同其他节流形式的轴承相比具有很高的承载能力、静态刚度以及很好的阻尼效应。文章对多孔质气体静压轴承进行了理论分析，并同气体静压小孔节流轴承的静态性能进行了比较，结果表明，此类轴承的承载能力明显优于小孔节流轴承。     

100kN·m静重式扭矩标准装置

介绍了中国计量科学研究院研制的100kN·m静重式扭矩标准装置。该装置采用高精度大承载的刀口支承机构,力臂采用单梁结构并配置了力臂限位保护机构,砝码加载系统采用内外圈砝码组和升降机构结合的结构形式,实现了1kN·m～100kN·m范围大扭矩量值的复现。理论分析和性能验证试验表明:100kN·m扭矩装置在1kN·m～100kN·m范围内的重复性优于5×10^-5,相对扩展不确定度优于1×10^-4(k=3)。     

高准确度微小扭矩标准装置研究

介绍了中国计量科学研究院新研制的基于空气轴承支撑技术的1mN·m～1N·m微小扭矩标准装置的工作原理、机械结构、性能试验和不确定度评定。该装置采用静压空气轴承作为力臂杠杆的支撑部件;力臂杠杆系统采用单臂结构,并配备了配平机构和力臂限位保护机构;砝码加载机构采用砝码吊挂、砝码组和砝码支撑系统精密结合的方式。理论分析和性能试验表明:该装置的相对扩展不确定度(k=2)在1～5mN·m范围内小于3.4×10-4;在5～100mN·m范围内小于7.4×10^-5;在100mN·m～1N·m范围小于2.6×10^-5。     

直线压缩机用多孔质气体轴承的仿真与实验

采用气体轴承的主动耗气技术可以实现直线压缩机的无油润滑和非接触运行,以保证运行可靠性。为研究多孔质轴承的结构参数和压缩机设计参数对耗气量的影响,本文以R600a为制冷工质,建立了多孔质气体轴承模型,利用Fluent对耗气量进行了仿真模拟计算,基于该模型模拟分析了多孔质材料厚度、间隙气膜厚度、排气压力、压缩机频率和排量占比对气体轴承耗气量和耗气率的影响,并通过实验测试验证了该模型的准确性。结果表明：气体轴承耗气量的仿真结果和实验测量的误差在±15%以内。根据耗气率给出了最佳的设计参数组合,为直线压缩机用多孔质气体轴承优化设计提供了参考。     

透平膨胀机气体静压轴承动态稳定性分析和计算

近来,在小型气体分离及液化装置的透平膨胀机上,采用气体静压轴承的越来越多。这是一种用外部供给一定压力的空气或其他气体的气膜支承转子的滑动轴承。由于气体粘度小,故其工作时摩擦小、发热少,轴承基本不磨损,工作转数高。适于在高温或低温下使用。在低温气体分离及液化装置中,因轴承气体和膨胀机工质可用同一种气体,还可避免产品的污染。     

基于气浮轴承技术的高准确度小量程扭矩标准机

针对目前国内的空白,利用气浮轴承技术研制了0.1～10 Nm高准确度小量程扭矩标准机。采用杠杆砝码式加载原理,利用气浮轴承减少摩擦对准确度的影响,激光位移测量技术控制杠杆水平位置,钢箔悬挂技术最大程度控制砝码摆动现象。整台设备采用多量程砝码组全自动加载技术、计算机自动精确控制技术等,实现全自动控制,自动完成加载、卸载、数据采集、数据处理等操作。标准机的相对扩展不确定度为1.5×10-4（k=2）。     

全自动高准确度100N·m扭矩标准机

介绍了中国计量科学研究院新研制的基于空气轴承支撑技术的100N·m扭矩标准机的工作原理、机械结构和电气控制系统及该机的性能试验和不确定度评定.对该机进行的性能试验结果表明:100N·m扭矩标准机的重复性优于2×10~(-5),不确定度优于2×10~(-5)(k=2).     

Establishment and Development of Torque Metrology in CSIR-NPL for Providing the Traceability in Torque Measurements to User Industries

Torque primary standard machines are established at CSIR-NPL, India to realize the torque scale and to disseminate the same for user industries for providing the traceability in torque measurement. Two torque machines, a primary standard machine comprising of elastic hinge supported load lever with scale pan having an uncertainty of ±0.01 % and a secondary standard machine comprising of an unsupported lever arm with a scale pan suspended by a knife edge having an uncertainty of ±0.05 %, are established. The uncertainty of these machines are estimated theoretically by considering the uncertainty contributions of various input quantities which is also reaffirmed through the inter-comparison carried out on these machines.     

基于改进HHT和SVM的滚动轴承故障状态识别

针对滚动轴承故障信号特征难以提取与故障诊断效率较低问题,引入集合经验模态分解(EEMD)对Hilbert-Huang变换(HHT)进行改进,将改进的HHT结合拉普拉斯得分(Laplacian score,LS)进行轴承故障特征提取,并利用遗传算法(GA)优化支持向量机(SVM)分类参数,将其应用于滚动轴承振动信号故障状...     

500kN液压式叠加式力标准机的研制

考虑到各种标准机的特点并结合实际工作情况,本项目所研制的叠加式力标准机采用一个比被检定的测力仪准确度高的传感器作为标准,将其与被校准或检定的传感器串联,并以液压方式加载。通过研究分析伺服控制、液压动力系统的转速转矩、液压源的流量等关键参数以及控制软件,实现了0.03级高准确度叠加式力标准机的研制。     

A Reference Infrasound Source with Low Distortion Based on Laser Pistonphone Technology

For safety protection from infrasound and its metrology, a reference infrasound source was developed on the basis of the laser pistonphone technique. The electromagnetic vibrator was made based on the technology of air bearings and a displacement feedback system. The air bearings reduce the damping of the vibrator, and the displacement feedback system could effectively control the distortion of the pistonphone. Through the displacement of the piston measured by a laser interferometer, the sound pressure could be calculated. In the meantime, the sound pressure was measured by a LS1P microphone with the reciprocity calibration results. The test results show that the difference between the measured pressure and the calculated one is no more than 0.01 dB from 5 to 20 Hz and the total distortion of the sound pressure at 124.0 dB is less than 0.7 % from 1 to 20 Hz.     

喷嘴式空气流量测量不确定度分析与评定

为了解可直接测量参数对喷嘴式空气流量测量结果准确性及可靠程度的影响,找出对测试结果影响较大的环节以进行提高测量准确度的改进,建立喷嘴式空气流量测量数学模型,分别对测试喷嘴处空气比容和测试喷嘴前后气体静压差引入的不确定度进行分析,对喷嘴式空气流量测量进行合成标准不确定度评定和扩展不确定度评定。结果表明：测试空气质量流量为0．119kg／s时,合成标准不确定度为2．396×10kg／s,扩展不确定度为1．433×10^-3kg／s,测试相对误差为1．20％,其中测试喷嘴前后气体静压差引入的不确定度较大,提出选用量程为0～500Pa的差压变送器较为适宜。