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。     

力值计量标准现状及研究进展

在对比分析国际上各类力标准机计量性能的基础上,阐述了我国力值计量标准的研究现状及应用关键技术的先进性.提出并研制了基于静重式力标准机"独立加码"的技术与方法,解决了力标准机砝码逆程交换带来的负荷波动性过大的问题,为进一步研究砝码逆程交换产生的"逆负荷现象"提供了一种有效的技术方法.提出并研制了利用机械传动加载方式的叠加式力标准机,力传感器分组并联延伸力值的试验方法,以及力标准机参考标准量值溯源的方法,对研究建立新的大力值计量标准,具有参考和借鉴意义.     

静重式力标准机“逆程”现象的影响及消除

本文用详实的数据说明了静重式力标准机的“逆程”现象及对传感器检测结果的影响，介绍了电液伺服技术解决“逆程”现象的几个关键技术问题，肯定了电液伺服技术是消除“逆程”现象的一个行之有效的途径。     

独立平滑柔性加码装置设计与分析

在原有静重式力标准机基础上,提出一种新型独立平滑柔性加卸载装置,通过对该独立平滑柔性加卸载装置功能原理和结构装置的分析,完成对该装置的结构设计,并证明该装置能满足静重式力标准机的功能要求。实测结果表明:该装置能有效解决静重式力标准机在加载过程中出现的"逆程"现象和刚性冲击,以及提高静重式力标准机的测试精度,达到预期目的。     

静重式力标准机独立加码过程仿真与优化分析

以100 k N的砝码加载过程为研究对象,从理论上提出一种消除逆程现象的方法。首先提出一种独立平滑加载方法,保证组合出的力值逐渐增大或者减小,使力值曲线平滑;并且建立数学模型,找到加载时进入平滑加载时间的有效区间;然后用Matlab进行仿真分析与优化。仿真优化结果表明:运用独立平滑加载从理论上可以消除逆程现象。     

静重式力标准机"逆程"现象的影响及消除

本文用详实的数据说明了静重式力标准机的"逆程"现象及对传感器检测结果的影响,介绍了电液伺服技术解决"逆程"现象的几个关键技术问题,肯定了电液伺服技术是消除"逆程"现象的一个行之有效的途径.     

静重式力标准机砝码在线称量方法的研究

本文介绍了一种在线称量静重式力标准机砝码的方法,该方法通过设计一种新的静重式力标准机砝码现场称量装置,可在不拆卸砝码的情况下,完成静重式力标准机砝码的称量.     

静重式力标准机结构稳定性研究

通常在进行静重式力标准机设计时,设计者主要考虑设备的强度及刚度.实验发现,在一定条件下强度及刚度符合要求的力标准机使用中会发生结构失稳现象.作者通过理论分析和实验研究,用解析法解决了静重式力标准机的结构稳定性设计问题并取得了满意的应用效果,为静重式力标准机尤其是小量程标准机的设计和制造提供了一种有效的方法.     

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.     

全自动1MN静重式力标准机

介绍了中国计量科学院新建成的1 MN静重式力标准机的工作原理、机械结构和电气控制系统,对该机进行了不确定度评定和性能试验与比对旁证.试验结果表明:1 MN静重机的重复性优于2×10-5;不确定度优于2×10-5(k=3).该机有效减小了加(卸)荷中的逆程,实现了砝码交换过程中的力值保持,实现了全自动控制的目标.     

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)。     

静重式测力机自动控制系统

提出了一种静重式测力机自动控制系统的设计方案,弥补了传统测力机控制系统自动化程度不高、操作不便等缺点;采用STD工业总线结构、单片机、红外光电检测等技术,能自动完成加/卸荷、记录、处理数据并打印证书等过程,真正实现了全自动控制并已应用.     

60kN杠杆式力标准机自动化控制及技术改造的研究

本文论述了福建省计量科学研究所原60kN杠杆式力标准机存在的主要问题,及改造后该机的原理结构及技术特性。与改造前相比,该机在1kN～60kN负荷范围内,其力值重复性、方位误差由改造前的0.03%减少到改造后的0.01%,示值准确度由改造前的±0.03%减少到改造后的±0.008%,实现了手动控制与自动控制两种功能,提高了加荷速率与检定校准效率,操作简便,易于维护,具有一定的现实意义和应用价值。     

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。     

负荷传感器试验的柔性加荷方法

通过对负荷传感器负荷特性检测实验中叠置加荷方式工作过程的力学分析，提出了柔性加荷的概念，指出准确的载荷控制取决于传感器加载系统结构刚度和施力装置能够实现的位移准确程度，给出了减小系统刚度的技术方法及设计计算公式，并通过试验验证了柔性加荷理论和技术方法的可行性与有效性。在负荷传感器的负荷特性试验中，采用该方法具有试验工作效率高、保证试验测量精度、容易实施和生产成本低的效果。     

压电陶瓷在叠加式力标准机上的应用研究

指出了叠加式力标准机力源施力精度和力值维持时问取决于它所能实现的最小位移量及其控制精度。提出并建立了利用“逆压电效应”原理产生可控制的精密变形,直接作用于力源的传力系统中调节力值的理论和方法。使用压电陶瓷材料研制了施力装置及其控制器,并进行了实验研究。理论分析和实验结果表明,用压电陶瓷材料及其控制技术作叠加式力标准机力值控制装置,使力源具有高精度、高性能、自动化和低成本的特点。     

杠杆式力标准机不确定度评定

以杠杆式力标准机为例，进行不确定度评定，其它力标准装置不确定度评定可作参考。     

双杠杆式标准力源技术方法研究

提出了一种变臂比双杠杆原理的加载方法,该方法安放试件后无需配平,加载系统由主、辅两套杠杆系统组成,主杠杆利用变臂比原理施加载荷,而由辅助杠杆实现杠杆系统的初始平衡。将系统对力的大小和加载速度控制转变为位移的精密控制,可获得较宽的力值范围、较小的力值误差和高的加载工作效率。阐述了这种方法的基本原理,并做了误差分析。对所研制的1MN变臂比双杠杆式力标准机进行了检验,给出了试验数据和检验结果。力值准确度可以达到0.01%。