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。     

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).     

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。     

1mN·m～1N·m扭矩标准装置力臂系统

介绍了新研制的1 mN·m~1 N·m扭矩标准装置的关键部件——力臂系统的设计方案,并对力臂进行了不确定度分析。分析表明:1 N·m扭矩标准机力臂长度的不确定度为4.2×10~(-6)(k=2),完全满足1 N·m扭矩标准机技术指标的要求。     

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.     

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）。     

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]     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于机器视觉的航空铆钉尺寸检测技术

航空铆钉的尺寸偏差会增加航空事故发生的可能性。为了实现航空铆钉尺寸检测的高精度与智能化,提出一种基于机器视觉的航空铆钉尺寸检测方法。通过边缘检测算法对铆钉进行自动识别与检测,可减少航空铆钉尺寸的误差。基于航空铆钉产品规范,分析得出各项尺寸参数要求与事件流程,使用OpenCV作为开发平台,采用阈值分割算法与分水岭算法进行图像分割;同时,通过平滑处理、形态学、轮廓提取算法完成图像处理。实测结果表明,在±0.005mm精度下,铆钉尺寸检测结果与实际值的吻合度达到90%以上。     

基于重量稀释法的海水盐度测量标准不确定度研究

对基于重量稀释法的海水盐度测量标准进行了全面的不确定度分析研究,特别是对质量与盐度的传递关系,详细分析了过程引入的分量,为完善盐度标准量值溯源及传递体系,提供了技术参考。结果表明,基于重量稀释法配制的标准海水样品在盐度2～35范围内,其最大扩展不确定度与中国一级标准海水相当;并以8400B型实验室盐度计为被测对象,对配制的标准海水样品进行验证,测量结果完全满足盐度标准装置的性能要求。     

球压痕硬度基准装置研制

依据球压痕硬度量值定义,推导出了球压痕硬度基准装置中各量值的精度要求,并根据精度要求研制了球压痕硬度基准装置。介绍了装置的结构及控制系统的设计。实验结果表明:该装置具有量值溯源方便、计量性能稳定的特点,基准装置的扩展不确定度U_rel=1.0%(k=2),优于JJG2019-1995《塑料球压痕计量器具》的规定要求,可在8.45～467.2HB范围开展量值传递工作。