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。     

10MN叠加式力标准机的研制

简述10MN叠加式力标准机的工作原理,通过对横梁、加载系统、液压系统、控制系统以及测试系统进行创新设计,并采用新的力值加载结构和满足称重传感器、标准测力仪的测试系统,成功研制高精度10MN叠加式力标准机。该10MN叠加式力标准机示值重复性不大于0．02％,力值误差在±O．05％内,相对扩展不确定度优于0．1％（k=2）。     

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。     

运用压电陶瓷的叠加式力标准机研究与应用

本文首先论述了目前广泛应用于传感器负荷特性试验中的叠加式力标准机的工作本质，在建立力学模型的基础上推导出了这种力标准机产生的力值的数学表示式，指出精确位移控制是这种机产生的力值的数学表示式，指出精确位移控制是这种力标准机的工作实质和关键。据此文中提出和论述了利用压电陶瓷通过控制电场强度实现精度位移控制，将其应用于叠加式力标准机上实现力值精密控制的原理和方法。     

力标准机发展综述

本文对不同原理力标准机的特点、现状及发展趋势进行了阐述,并对新型的复合式力标准机原理和价值做了介绍。进而结合力值计量的现状,对一些新的力值计量方法和技术的发展前景进行了展望,以期推动力值计量体系的进一步发展。     

1 MN叠加式力标准机技术改造

新型叠加式力标准机由于设计制造时未能有效考虑计量工作的实际状况,造成计量工作中的诸多不便,为使设备达到实际需求,经过计量人员集体讨论并结合各位专家建议进行结构改进,实现了设备投入正常工作。     

一种新型静重、液压和叠加组合式力标准机

目前．国内生产的力标准机基本上都是单功能的,有液压式力标准机、静重式力标准机、叠加式力标准机等。各种力标准机量程、准确度、可操作性、性价比等也各有特点：静重机准确度高,但一般量程小．大量程成本太高：液压机量程大,但操作繁琐：叠加机可以和液压机一样实现大量程．且操作方便．但长期稳定性差。这几种力标准机的使用功能单一且有限．一个计量部门如果需要计量不同类型的传感器可能需要同时买人多台不同类型的力标准机。投人大、功效低,而且这些单一功能的力标准机使用频率不高．很容易被闲置,造成资源浪费。     

6.7MN叠加式力标准机技术改造

本文对一台在用的6.7 MN叠加式力标准机进行技术改造,具体是对力标准机的液压控制系统进行改造。在改造中,运用了双泵联动控制技术和自适应PID控制技术,并且采用24位高精度仪表,以提高液压系统的控制精度和稳定性,解决叠加式力标准机检定传感器时由于控制问题带来的误差,同时提高设备使用率。经过检定,6.7 MN叠加式力标准机的技术改造达到了预期目标。     

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.     

3MN叠加式力标准机的研制

运用"平面二次包络环面蜗杆传动"原理,研制一种"轴向可调隙蜗轮蜗杆传动副",将它应用到机械力源动力传动的伺服电机减速机构中,驱动精密滚珠丝杠上的动横梁来完成对参考力传感器的粗加载.运用物理学中的"逆压电效应"原理,采用压电陶瓷材料和专门的工艺方法制作成的力传感器微变形补偿装置一压电陶瓷力发生装置,并将它应用到机械力源的精加载闭环控制中,实现了大载荷下参考传感器微小力值变化的精确控制.研制最大负荷为3MN的叠加式力标准机.     

新型自平衡液压式力标准机力值砝码系统

新建5MN液压式力标准机时,利用液压缸自平衡的新技术解决了初载荷的平衡问题,对该自平衡液压式力标准机力值砝码加卸载机构提出了新的设计,建立新的力值砝码组合方式,从而大大提高力标准机的工作效率。     

力标准机控制系统的电子化改造

本文针对目前在用的力标准机控制系统的现状,提出了对力标准机现有控制系统进行改造的方向,并介绍了一种典型的电子化改造的方法,对它的原理和组成进行了描述。     

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.     

优化方法和最优控制在力标准机控制系统中的应用

新建5 MN液压式力标准机时,对于液压式力标准机力值砝码加卸载系统提出了新方案,利用最优控制技术进行力值砝码加卸载系统的设计,从而大大提高力标准机的工作效率。     

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）。     

1MN力基准机力值不确定度评估及量值比对验证

阐述了1MN力基准机力值不确定度的各物理因素和其他影响因素的误差来源,对各影响因素的不确定度分量及合成不确定度进行了评估,评估结果的力值相对扩展不确定度为6.9×10-6(k=3)。为了验证1MN力基准机的力值不确定度,进行了1 MN与100kN力基准机之间的量值比对试验,结果表明1MN与100kN力基准机各比对点的力值相对偏差小于±0.5×10-5,力值相对扩展不确定度小于1.1×10-5(k=2),1MN力基准机力值不确定度评估结果得到了验证。     

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。