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。     

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武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密位移控制，将其应用于叠加武力标准机上实现力值精密控制的原理和方法。文中还介绍了利用这种原理研制的力标准机的应用情况。研究和应用结果表明，本文提出的力标准机具有全自动化工作、力值准确度高、价格低廉、效率高的优点。     

基于压电陶瓷1MN叠加式力标准机设计

叠加式力标准机作为力值计量标准器,广泛应用于各行业。叠加式力标准机采用标准传感器与被测传感器比对的方法实现力值的加载控制,通过对力值施加过程及压电陶瓷力发生装置的逆压电效应工作原理分析,结合计算机和微电子控制技术,设计力标准机专用控制软件实现其自动加载控制、数据采集、数据处理、报表输出等功能;并对力标准机进行数据测试及功能测试,测试结果满足国家检定规程要求。     

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。     

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。     

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.     

可编程序控制器在直荷式力标准机上的应用

章简述了直荷式力标准机电控系统存在的问题，介绍了利用可编程序控制器（以下简称ＰＬＣ，有的资料简称ＰＣ）为核心而研制的新一代全自动电控系统，并分析了ＰＬＣ在测力计算专业的应用前景。     

利用压电陶瓷产生标准间隙的装置设计

本文主要研究如何利用压电陶瓷使设计装置产生连续的可调的标准间隙。     

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。     

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.     

杠杆式力标准机自动控制系统

介绍单片机用于杠杆式力标准机控制、实现检定过程自动化的设计方法,重点介绍硬件结构和软件编制。     

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。     

非铅系统压电陶瓷的研究

本工作对 xNa_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-(1-x)K_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3系(0.73≤x≤1.0)和 xNa_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3-(1-x)BaTiO_(?)系(0.81≤x≤0.99)陶瓷固溶体的压电、铁电性质进行了研究。发现两系统的准同型相界分别位于 x=0.81和x=0.94处;在相界附近的富钠一侧的组分,是开发超声换能材料的较佳组成范含。在这两个系统中,获得了高厚度机电耦合系数(≥0.48)、低平面机电耦合系数(0.165～0.255)、高频率常数(N_(?)≥2550 Hz·m)、低相对介电系数(290～524)的超声换能材料。该材料还具有无公害、不需密封烧结等工艺优点。     

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.     

压电陶瓷低K_p的测量方法

本文所提出的方法是基于用低频导纳分析仪测出试样导纳随频率变化的数据,再藉助于契比雪夫函数的最小二乘式来处理上述数据,从而建立起一个精确的导纳圆。一旦由计算机解出此圆方程,就能获得串联谐振频率 f_(?)、并联谐振频率 f_p、平面耦合系数 K_p、机械品质因数 Q_m、介电常数ε以及样品的等效电路 L_1、C_1、R_(?)和 C_0等。此外,为了改进测量灵敏度,又提出一种差分电容技术,把样品的静态电容从动态部分分离出来,并用这个方法成功地测出具有极低 K_p 的掺钆钛酸铅压电陶瓷的某些电特性。     

PMMN四元系压电陶瓷结构与性能的研究

用ＰｂＯ、ＺｒＯ＿２、ＴｉＯ＿２等原料经固相反应烧结制备了ＰＺＴ基四元系压电陶瓷。ＸＲＤ、ＳＥＭ及密度测试表明，材料主晶相为四方晶系的Ｐ４ｍｍ群，烧结致密度较好。极化后的性能测试表明，材料具有高介电系数（ε＿ｒ＝２０１５），压电系数（ｄ＿（３３）＝５７８×１０￣（－１２）Ｃ／Ｎ），机电耦合系数（Ｋ＿（３３）＝０．８１）和良好的机械品质因数（Ｑ＿ｍ＝５４３．８），是压电高压装置的理想材料。     

烧结气氛对KNN基无铅压电陶瓷性能的影响

本文利用传统固相烧结法制备（K0.47Na0.47Li0.066）（Nb0．94Sb0．06）0.96%Ta0.04O3（简称KNLNST）无铅压电陶瓷,通过在烧结过程中添加与基方相同成分的粉料作为保护气氛,定量研究了不同的烧结气氛对KNLNST无铅压电陶瓷性能的影响。实验表明添加30wt％气氛粉料时所得陶瓷压电介电性能得到明显提高：d33=235pC／N,Tε33/ε0=1218,tanδ=0．0420,kp=42．5％,k1=43％,Qm=54,Pr=18．5μC／cm^2,Ec=1．61kV／mm。相对于不添加气氛粉料时,陶瓷压电铁电性能d33、kp、k1,Pr分别提高13．0％、32．4％、48．3％、14．9％,介电损耗tanδ下降64．3％。本研究结果有助于充分挖掘含有易挥发性元素陶瓷材料的优良压电介电性能。