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).     

1mN·m～1N·m扭矩国家基准装置的建立

介绍了项目"1mN·m～1N·m扭矩国家基准装置的建立"的立项背景、基本情况和项目取得的成果及主要创新。该项目采用了多项自主研发的关键技术,成功研制了国内首台基于空气轴承支撑技术的全自动高准确度微小扭矩标准装置,该装置复现的扭矩值范围为1mN·m～1N·m,扭矩值不确定度(k=2)在100mN·m～1N·m范围内小于5×10~(-5);在5mN·m～100mN·m范围内小于1×10~(-4);在1mN·m～5mN·m内小于5×10~(-4)。     

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)。     

扭矩标准机比对方法的研究

扭矩标准机作为产生标准扭矩的扭矩计量装置．广泛应用于各种扭矩仪的检定和校准中。多年来．由于受扭矩传感器和连接件的限制．在我国一直采用部件法对扭矩标准机进行检定校准．即分别检定扭矩机的各部件（如力臂、砝码、同轴度等），根据这些部件的测量结果进行不确定度分析，给出扭矩机的不确定度或准确度级别。由于无法对扭矩机整机的计量性能进行准确测量．一些影响扭矩机测量结果不确定度的因素未被考虑到．影响了扭矩机的准确性。近几年，中国计量科学研究院（以下简称“计量院”）在扭矩值的测量方法、[第一段]     

基于空气轴承支撑技术的100N·m扭矩标准机的设计

主要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、机械结构和工作流程.     

30kN·m多功能扭矩标准机

介绍了中国计量科学研究院研制的30kN·m多功能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分析。该机采用参考式扭矩标准机结构,能够在一台机器上实现大量程段液压扭矩扳手、扭矩倍增器、标准扭矩传感器及标准扭矩扳手的检测校准,具有高准确度、多功能等特点。     

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...     

20kN·m扭矩标准机空气轴承承载能力试验装置的设计

介绍了新研制的20kN·m扭矩标准机空气轴承承载能力试验装置的结构、主要部件的设计要求和试验方法,该试验装置可以进行20kN·m扭矩标准机空气轴承径向、轴向和轴向弯矩承载能力的试验,检测空气轴承在径向、轴向和轴向弯矩承载情况下的工作状态,验证空气轴承的承载能力是否满足20kN·m扭矩机的技术要求。     

力值传感器和力臂校准电动拧紧机的扭矩

介绍使用力值传感器和力臂校准电力拧紧机扭矩(五轴)及实例分析用0.3级力值传感器和准确度±0.1%力臂校准扭矩的不确定度。     

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。     

扭矩标准机新型杠杆支承系统设计

扭矩标准机是扭矩量值传递的标准仪器,主要用来校准高精度的扭矩传感器,其复现量值的不确定度是应用效果的重要保证。目前,国内外扭矩标准机的力臂杠杆部位大多采用刀口刀承支承方式或小孔节流原理整体式气体轴承支承方式,通过分析这两种支承结构的局限性,改进设计了一种新型杠杆支承系统,采用组合式静压气体轴承支承杠杆,有效控制摩擦力矩的同时还降低了实现难度和故障率,进而实现了整机性能的提升。同时,本组合结构还可将力臂杠杆改进为单梁双臂对称式框架结构,从而在降低杠杆加工装配难度的基础上使力臂杠杆的测量准确度得到有效保证。本文基于Fluent软件对多孔质静压气浮轴承进行流体仿真,研究供气压力、多孔质材料渗透率、轴承体厚度对其静态性能的影响,对轴承的选型提供理论依据和数据支持。     

扭矩加载装置标准不确定度

扭矩加载装置的不确定度随被测量对象而变化,通常参考实验数据或长期的测量经验来估计。通过对扭矩扳手的受力与误差原因分析,以B类方法来评定加载装置的标准不确定度,推导各种矢量作用下引入的标准不确定度的计算公式,将实验方法和经验方法改变为量化方法,所得到的相对不确定度与扭矩扳手有效力臂长度、传感器的长度、结构表面的粗糙度、转换接头有关。此量化结果与PTB的实验结果相吻合,对扭矩扳手检定仪的设计制造和用户选择设备具有参考意义。     

20kN·m扭矩标准装置控制系统的实现

2016年,中国计量科学研究院完成了20kN·m扭矩标准标准装置的研制。该装置采用工控机作为中央控制器,实现对扭矩装置的集中控制管理,运用可编程序控制器(PLC)作为控制装置,实现对设备各个执行部件的动作控制,利用位移传感器和力传感器进行精确测量,由伺服控制系统完成精确控制调整,通过设计和编写复杂的微机程序,实现了扭矩装置的全自动化工作。本文介绍了20kN·m扭矩标准装置的技术方案、电气控制系统及运行模式。     

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PLC的制动钳拖滞力矩检测系统设计

采用气体加压方式,基于PLC系统设计制动钳拖滞力矩的快速检测系统,实现制动钳拖滞力矩的在线检测。使用伺服电机加精密减速机实现制动盘匀速转动,高压调压阀加电磁阀实现压力的高精密控制和充、排气的自动控制;PLC数据采集模块实时采集气压和扭矩值,并在触摸屏显示测试曲线和测试结果。试验结果表明,检测系统的制动盘系统端面跳动为0.04 mm,空转力矩为0.3 N·m,满足制动钳拖滞力矩测试需求;相对于传统的液压检测系统,气体加压检测第1圈拖滞力矩平均值比液体加压方式大0.020 5 N·m,第10圈拖滞力矩平均值为比液体加压方式大0.020 2 N·m。综合检测数据与系统硬件参数,对检测系统进行不确定度分析,拖滞力矩检测系统的不确定度为0.028 N·m,满足检测要求。     

瓶盖扭矩仪扭矩示值校准系统及不确定度评定

为了测量瓶盖扭矩仪的扭矩示值,设计了专用校验杠杆、力值砝码加载机构及水平转为垂直的受力加载机构,通过力值砝码产生的力值与校验杠杆力臂长度的乘积来测量扭矩示值,分析测量过程中影响测量结果的不确定因素和来源,并对扭矩示值测量结果的不确定度进行分析和评定。结果表明,自行设计的瓶盖扭矩仪专用检校装置其计量性能稳定可靠,可开展1级及以下瓶盖扭矩仪及小量程专用扭矩测试仪的检校工作,为其扭矩示值溯源提供计量技术支撑。     

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。     

扭矩标准装置结构及不确定度现状分析

分析了国内外扭矩标准装置不确定度现状，介绍了静重式扭矩标准装置的工作原理、不确定因素及不确定度分析方法，并对国内外扭矩标准装置的结构形式及其对装置准确度的影响程度进行了比较说明。     

基于气浮轴承的大扭矩标准机

扭矩计量是力值计量的重要组成部分。由于气浮轴承的支撑刚度高,摩擦损耗小,目前替代刀口支撑的标准扭矩机已逐步成为大扭矩标准机的首选形式。各国计量院也相继建立装备气浮轴承的扭矩标准机。根据2014年德国物理技术研究院主导并发布的国际比对报告,气浮轴承在大扭矩标准机上的优势十分明显。中国计量科学研究院目前也开始建立20kN·m基于气浮轴承标准扭矩机的工作,以提升我国在大扭矩校准方面的能力。