100 kN deadweight force standard machine and Evaluation

A deadweight force standard machine is a mechanical structure that generates force by subjecting deadweights to the local gravitational field. The Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS) developed and installed a 100 kN deadweight force standard machine for national force standards. It can generate forces from 2 kN to 110 kN in increments of 1 kN. The uncertainty of the force machine was estimated and declared as 2 × 10⁻⁵. This 100 kN deadweight force machine was compared with the 500 kN deadweight force standard machine at KRISS and the 20 kN and 50 kN deadweight force standard machines at the National Metrology Institute of Japan (NMIJ). The measurement results showed good agreement between the deadweight force machines, and the accuracy level of the 100 kN deadweight force machine was verified.     

一种静重式力标准机砝码连接结构设计和应用

本文以一次静重式力标准机的改造为例,介绍了一种静重式力标准机的砝码连接方式,重点介绍了此连接方式的结构及使用装配,为静重式力标准机的发展提供了一种新的设计思路。     

静重式力标准机

本文介绍了静重式力标准机的类型与特点,支持机构、载荷装置、加载装置的结构和技术要求,深入分析和比较了转角式、砝码串联悬挂式和砝码单独升降式加载方式及特点,并简要介绍了静重式力标准机的选择与应用等相关知识。     

基于曲线加荷的1MN静重式力机

研制了一台1MN静重式力标准机,该装置按国际建议R60对称重传感器要求设计,采用伺服电机控制,利用位移传感器识别位置状态,可对各级砝码进行快速独立曲线加荷;测量范围10k N~1MN,力值误差小于0.002%;该装置是国内目前自动化程度最高的大型静重式力标准机。     

Uncertainty evaluation of the 20 kN m deadweight torque standard machine

A deadweight-type torque standard machine of 20 kN m rated capacity (20 kN m-DWTSM) has been designed and developed by the National Metrology Institute of Japan (NMIJ) at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST). Each uncertainty contribution comes mainly from the performance of each mechanical part of the 20 kN m-DWTSM. Authors evaluated the uncertainty of the mass of the linkage weights, local acceleration of gravity, influence of air buoyancy on deadweight loading, initial moment-arm length (including CMM measurement and temperature compensation), and sensitivity of the fulcrum. This report deals especially with evaluation of the remaining contributions, namely the influence of arm flexure and reference line variation at the end of the moment-arm on best measurement capability (BMC). Estimation of BMC in the 20 kN m-DWTSM gave a relative expanded uncertainty of less than 7.0 · 10⁻⁵ (k = 2) for the calibration range from 200 N m to 20 kN m.     

Determination of the averaging time for precision calibration of a build-up system in a deadweight force machine

This paper describes the determination of the optimal averaging time for the precision calibration of a build-up system. When a build-up system is calibrated using a deadweight machine, the oscillating signal components of force transducers in the build-up system are strongly related to the motion of the deadweight. We propose a model based on the analysis of oscillating signals of force transducers to measure the deadweight oscillation. In this paper, we have investigated the behavior of deadweight motion for a deadweight force machine of 498 kN using the proposed model, and also determined the optimal averaging time for the output signals of force transducers in a build-up system. It revealed that the deadweight force machine has a periodic oscillation of frequencies of about 0.23 and 0.8-1.5 Hz in which the 0.23 Hz component comes from the pendulum motion of the deadweights and the 0.8-1.5 Hz comes from the bounce-mode oscillations of weights. If the length of the rectangular window can be set equal to the period of the deadweight oscillation in a build-up system, the error due to the deadweight oscillation diminishes, regardless of the initial phase of signal fluctuation and the initial time of measurement.     

基于图象识别技术的全自动力标准机开发研究

通常力标准机只能对具备通讯接口的被测仪器进行自动检测,利用图象处理系统可以将非通讯类测力仪器与力标准机之间建立通讯关系,从而实现普通测力仪器的全自动测试。     

一种铝框涂胶取放料自动化设备的研制

针对组装太阳能电池板所用铝框的自动化涂胶和取放料过程的实现问题,对铝框的操作流程进行了合理规划,并对铝框的涂胶和取放料的控制策略进行了研究,提出了一种自动化控制实现方案。运用Solid Works软件对整个设备机械结构进行了设计,利用PLC和人机界面进行了控制系统设计;通过控制伺服电机及电磁阀,传动给滚珠丝杆、同步带和气缸完成了长短铝框自动取料、自动涂胶、自动送料、自动搬运等动作。设备调试运行结果表明,各机构能够协同工作,配合触摸屏操作监控,生产效率高,省工省时,能够满足企业大批量的自动化生产。     

静重式力标准机A-B-A检定法的不确定度分析方法

静重式力标准机属于实物标准,检定时用的传递标准器为非实物标准的标准测力仪。由于标准测力仪存在不稳定性、蠕变、漂移等诸多因素,检定人员即使完全按检定规程对力标准机进行操作,若操作程序不科学同样会引起非常大测量不确定度。通过分析,为静重式力标准机检定时不确定度评定估计提供一种方法。     

杠杆式力标准机与称重传感器试验问题研究

称重传感器在现代电子衡器中是核心器件,对传感器进行性能试验的方法和手段,尤其是试验设备手段是保证其性能的必要条件。传统杠杆式力标准机作为一种重要的试验设备手段,一直以来,它的工作效率(加载时间)、设备一次性投入(造价)和准确度等现状,严重影响了使用者的信心。实验研究表明,应用了新技术和先进技术与理念的新型杠杆式力标准机,上述三项性能指标与其它任何形式的力标准机相比,具有更好的效果,完全可以满足称重传感器的负荷特性、蠕变特性、温湿度特性等性能试验的需要。     

60MN力标准机承压板结构多目标拓扑优化研究

针对60 MN力标准机承压板结构轻量化拓扑优化时,既要求结构的刚度最大化又要求结构的低阶固有频率最大化的多目标拓扑优化问题,提出了针对多个目标采用加权平均的方法把多目标优化问题转化为单目标优化问题。通过对选定的多个低阶固有频率目标函数采用加权求平均频率的方法实现了承压板结构的动态特性优化;采用加权平均的方法确定了刚度和频率的综合目标函数,实现了承压板结构的多目标拓扑优化,最终设计出了一种新的承压板结构。研究结果表明,优化后的承压板结构的最大变形量减少了25.5%,最大应力减少了14.1%,前五阶固有频率增加了5.7%~13.2%;可以看出新的承压板结构的前五阶固有频率和静态刚度均得到显著提高,从而验证了该优化方法的可行性。     

Metrological characterization of the new 1 MN force standard machine of NPL India

Since November 2010, NPL India’s force scale has been complemented in the range from 10 kN to 1 MN by a further force standard machine. This automatically working 1 MN force standard machine utilizes a lever amplification of a 100 kN mass stack and enables low relative expanded uncertainties of smaller than 9 × 10⁻⁵ on the lever, and 2 × 10⁻⁵ on the deadweight side. In this paper, the constructional design of the machine is described. According to the new EURAMET Calibration Guide, a model for the uncertainties is developed.Supplementary to this, results from comparison measurements of the new NPL India machine with PTB´s force standard machines are presented.     

装载机动态计量的应用

本文介绍了装载机的特点和动态自动计量装置的工作原理,对传感器的选择、影响计量精度的因素以及起升斗摆动影响的解决方法等动态自动计量中面临的实际问题进行了阐述.     

用于装载货物的恒拉力装置的设计

介绍一种在进行人工货物装载作业时起辅助作用的机械装置-恒拉力伸缩吊臂,该装置将人的灵活性和机械的高效能很好的结合在一起,降低了劳动强度,提高了生产效率。     

启闭机机架结构模态分析

应用有限元分析软件ANSYS对启闭机机架进行了实体建模,进行了前十阶的模态分析。结果发现机架的固有频率远大于激励频率,不会发生共振。该数值结果为启闭机的设计和使用提供可借鉴的依据。     

焊接机架辅助设计方法研究

分析焊接机架的组成,建立相应的层次结构计算机表示模型,表示焊接机架的功能信息和几何信息等,并在此基础上根据知识规则实现诸多功能。重点介绍自动确定杆件拼接形式功能、自动生成机架焊接顺序功能和自动进行节点板设计功能等,并用实例介绍使用过程和步骤。     

预弯机组合式预紧机架设计

涉及JCOE大直缝埋弧焊管生产行业中的关键设备预弯机机架结构设计。通过对c型整体式受力机架的结构分析,设计了一种组合式的预紧机架。通过对拉力柱受力变形分析,确定了机架预紧力大小的量化。     

西门子摩擦力补偿在数控龙门镗铣床上的应用

本文介绍了西门子摩擦力补偿功能的工作原理，以及如何利用此功能消除圆弧插补中的过象限误差。     

自动水泥装车与堆垛设备控制系统设计

为解决目前国内袋式水泥装车与堆垛工艺仍靠人工劳动和工作环境恶劣的问题,将自动控制技术应用到水泥装车与堆垛工艺中。在充分分析研究水泥装车机与堆垛机工艺流程的基础上,利用西门子S7-200型PLC开发水泥装车与堆垛设备及其自动控制系统,进行了控制系统硬件设计及软件设计,使该设备基本实现了自动化。研究结果表明,该系统操作简单,控制可靠,维护方便,性价比高,具有较强的市场竞争力。此系统大大降低了生产过程中的人工操作,提高了生产效率及安全系数。     

基于AutoCAD的标准模架库开发

采用VB对AutoCAD进行二次开发,根据一般模架CAD系统的体系结构和实现方法阐述了大水口模架CAD的结构和软件实现的原理。大水口模架CAD实现了标准和非标准模架的输入模块、绘图模块、数据库模块、程序库模块、总控模块等模块;完成了二维装配图和三维零件图的绘制,并完成了软件的图形化用户界面。