專利名稱：?jiǎn)翁峒~雙秤鉤(盤)桿秤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明名稱為單提紐雙秤鉤(盤)桿秤，它是一種衡器。
我國桿秤簡(jiǎn)單、輕巧、便攜、廉價(jià)、使用方便。但現(xiàn)有桿秤，連(IIII)級(jí)準(zhǔn)確皮也達(dá)不到(國際法制計(jì)量組織OIML規(guī)定商用秤必須達(dá)到(III)級(jí)準(zhǔn)確度)，而且極易做假。但中國的國情決定了它不能取消，只好被限制使用于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的非正式攤位和流通商販。
本發(fā)明的目的是提供一種能達(dá)到國際法制計(jì)量組織OIML規(guī)定的(III)級(jí)準(zhǔn)確度的桿秤，它叫做單提紐雙秤鉤(盤)桿秤。它能達(dá)到(III)級(jí)準(zhǔn)確度的要求(1)檢定標(biāo)尺分度數(shù)n＞＝500；(2)施加一個(gè)其值相當(dāng)于所加載荷最大允許誤差絕對(duì)值的額外載荷，由此引起指示器件的恒定位移(這里是指秤桿末端向上翹起)至少應(yīng)等于2毫米。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)闄z定標(biāo)尺分度數(shù)n＝Max/e＞＝500，Max為最大秤量，e為最小一格的秤量。n＝Max/e實(shí)際上是桿秤的測(cè)量長(zhǎng)度L和最小一格的寬度(規(guī)定為ΔL＝2毫米)的比。取n的最小值500，則L的最小數(shù)值Lo＝500×2＝1000毫米，顯然，市場(chǎng)上的常用桿秤沒有1米長(zhǎng)。為此，可以用增砣來增大Max，如同磅秤一樣，磅秤秤桿(橫梁)不長(zhǎng)，但增砣使它可以稱半噸。一個(gè)砣(游砣)在桿秤稱衡時(shí)，如L＝500毫米，可以稱得的最大秤量Max1＝eL/ΔL＝250e。保持游砣在秤桿末端，增加一個(gè)與游砣等重的增砣，從提紐逐步移它到秤桿末端，當(dāng)秤桿的重心(秤桿、秤鉤盤和提紐的合力的作用點(diǎn))在提紐正下方時(shí)，桿秤的平衡完全由物重和砣重的力矩決定，則增加一個(gè)游砣，可使稱重Max1最大增加到2Max1＝500e，則n＝500，達(dá)到OIML的起碼要求。但桿秤有兩個(gè)提紐，如果秤桿的重心在一個(gè)提紐處，這意味著另一個(gè)提紐時(shí)平衡將與秤桿自重的力矩有關(guān)，這使增砣的讀數(shù)不能與游砣的讀數(shù)連續(xù)變化。因而要使桿秤自重的重心位置不影響增砣與游砣讀數(shù)的連續(xù)性，只能使提紐為一個(gè)，那麼，只好用兩個(gè)秤鉤(盤)來滿足兩個(gè)量程的桿秤稱衡習(xí)慣，并且使秤桿自重的重心在提紐處。這就是單提紐雙秤鉤(盤)的原因。
桿秤的靈敏度公式為ΔH/L＝aΔM/∑Mh。L為秤桿的計(jì)量長(zhǎng)度(即游砣在秤桿上可以移動(dòng)的長(zhǎng)度)，a為秤鉤(盤)與提紐間的距離(秤桿的長(zhǎng)度為L(zhǎng)+a)，已經(jīng)平衡的桿秤當(dāng)稱重增加ΔM時(shí)，秤桿末端上翹的距離為ΔH(根據(jù)國際法制計(jì)量組織OIML“非自動(dòng)衡器”的規(guī)定，對(duì)于III級(jí)衡器，施加一個(gè)其值相當(dāng)于所加載荷最大允許誤差絕對(duì)值的額外載荷，由此引起指示器件的恒定位移至少應(yīng)等于2毫米)?！芃是物重、砣重和秤桿自重的和。h為提紐的作用點(diǎn)到重點(diǎn)和力點(diǎn)連線的距離(重點(diǎn)是重物重力的作用點(diǎn)，力點(diǎn)是秤砣重力的作用點(diǎn))。顯然，ΔH一定，由靈敏度公式可知，L、a、ΔM不變時(shí)，∑M增大，h減少，當(dāng)被稱重物質(zhì)量不大時(shí)，h可以達(dá)到數(shù)厘米，當(dāng)M為大質(zhì)量時(shí)，h為毫米級(jí)。制造桿秤時(shí)，h必須準(zhǔn)確到毫米級(jí)，h是一個(gè)非常小而又十分關(guān)鍵的量。為了準(zhǔn)確確定它，必須準(zhǔn)確確定重點(diǎn)、力點(diǎn)和提紐的位置，重點(diǎn)和提紐的作用點(diǎn)是刀和承的接觸點(diǎn)，很容易準(zhǔn)確定位。而力點(diǎn)是秤砣和秤桿的作用點(diǎn)，本人已證明(詳細(xì)推導(dǎo)在說明書最后)，它位于游砣懸吊處秤桿截面圓心正上方R/2處(R為截面半徑)。因此，要達(dá)到稱重30千克時(shí)靈敏度符合(III)級(jí)準(zhǔn)確度要求，只要(1)使秤鉤(盤)的刀口位于秤桿截面圓心正上方R/2處；(2)使提紐的刀口位于秤桿截面圓心正上方R/2再加上1毫米至2毫米處。這樣，考慮加工的誤差在內(nèi)也不會(huì)影響整體達(dá)到(III)級(jí)準(zhǔn)確度。
由于采取上述方案，使用一個(gè)游砣，最大秤量為Max1，保持游砣在秤桿的末端，再加一個(gè)與游砣等重的增砣，從提紐逐漸移向末端，讀數(shù)將從Max1連續(xù)增大到2Max1，因而，只要增加增砣，一定能做到n＝Max/e＞＝500。同時(shí)，由于找到了游砣的作用點(diǎn)在秤桿截面圓心的正上方R/2處，在生產(chǎn)桿秤時(shí)，又準(zhǔn)確地將秤鉤(盤)的刀口定位于秤桿截面圓心正上方R/2處，使提紐的刀口位于秤桿截面圓心的正上方R/2加1毫米至2毫米處，將一般桿秤的數(shù)據(jù)代入靈敏度計(jì)算公式，有L＝600毫米，a＝20毫米、ΔM＝＝25克(OIML規(guī)定最大允許誤差為e/2，即最小一格的秤量50克的一半)，∑M＝30000克(被稱物體的最大秤量)+1000克(兩個(gè)砣的質(zhì)量)+500克(兩個(gè)秤鉤盤的質(zhì)量)＝31500克，ΔH＝2毫米，代入后可得h＝LaΔM/ΔH∑M＝3.97毫米，而生產(chǎn)桿秤時(shí)，h嚴(yán)格控制在1至2毫米，所以，完全可以做到靈敏度符合OIML(III)級(jí)準(zhǔn)確度的要求。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1是本發(fā)明的縱剖面構(gòu)造圖，圖2是計(jì)算游砣作用點(diǎn)的示意圖。
圖中，1承載提紐的刀口 2連接提紐的環(huán)行支承 3提紐 4、5秤鉤(盤)的刀口OO′為秤桿軸線 KK′為秤桿截面園心正上方R/2處的連線(虛點(diǎn)線) G1、G2秤鉤P1、P2秤盤 D秤砣。
圖1中，OO′為秤桿軸線，KK′為秤桿截面圓心正上方R/2處的連線，圖中可以看出，秤鉤(盤)的刀口緊緊地依在KK′線上，而提紐的刀口在KK′線的上方1至2毫米處。圖中，1到O的距離，即L，等于600毫米，1和4之間的距離為20毫米，1和5之間的距離為100毫米。砣D的質(zhì)量為500克，秤桿、提紐、秤鉤(盤的重心)恰好在提紐刀口的正下方(圖中標(biāo)出為C)。當(dāng)用P1盤或G1鉤稱重時(shí)，砣D從提紐下方移到秤桿末端，這相當(dāng)于零點(diǎn)紐稱重，有力矩平衡式100×Mg＝600×500g，最大秤量M＝3000克，增加一個(gè)500克的增砣，最大秤量為6000克。零點(diǎn)紐最小一格的秤量e，它可以由最大秤量3000克除以L(600毫米)得到5克/毫米，而規(guī)定最小一格的寬度為2毫米，所以e＝10克。由此可以計(jì)算出零點(diǎn)紐的檢定分度數(shù)n＝Max/e＝6000/10＝600，達(dá)到了OIML的規(guī)定。同理，最大秤量紐的檢定分度數(shù)也可以算出等于600。另外，由于秤鉤(盤)的刀口準(zhǔn)確安裝于秤桿截面圓心正上方R/2處，提紐的刀口也準(zhǔn)確地安裝于上述位置的上方1至2毫米處，靈敏度能確保達(dá)到OIML(III)級(jí)準(zhǔn)確度的要求。圖中還可以看出，秤桿截面是逐漸向尾部縮小的，而KK′隨尾部的縮小是向上翹起的，這正好部分抵消了秤砣移向尾部時(shí)秤桿向下彎曲，即保證了KK′的水平。至于秤桿截面縮小的程度，完全可以根據(jù)材料力學(xué)進(jìn)行計(jì)算，而生產(chǎn)中則是通過實(shí)驗(yàn)確定的。
圖2是表明計(jì)算游砣作用點(diǎn)的示意圖。秤砣靠砣系吊于秤桿上，如圖，只有秤桿截面的上半部efg受繩的作用?？紤]圖中Δθ對(duì)應(yīng)的一小段弧Δ1，它受到沿切線方向的一對(duì)大小相等方向近于相反的繩的張力T的作用，其合力F＝2Tsin(Δθ/2)＝2TΔθ/2＝TΔθ，Δθ趨近于零時(shí)有F＝Tdθ，將F分解成F|和F⊥，則半圓efg上F⊥的合力作用點(diǎn)在f0上且方向豎直向下，而1/4圓fg上的F|的合力的作用線在f0上的交點(diǎn)才是力點(diǎn)B在f0上的位置。F|＝Tdθcosθ按同向平行力的合力作用點(diǎn)公式，有OB=∫0T/2TcosθRsinθdθ∫0T/2Tcosθdθ=R/2]]>證畢。
權(quán)利要求
1.一種稱質(zhì)量的衡器，它是單提紐、雙秤鉤(盤)的桿秤。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單提紐、雙秤鉤(盤)的桿秤，其秤桿、提紐、秤鉤(盤)的重心在提紐的刀口的正下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單提紐、雙秤鉤(盤)的桿秤，其提紐的刀口準(zhǔn)確安裝于秤桿截面圓心正上方R/2加1至2毫米處。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種桿秤，它稱作單提紐雙秤鉤(盤)桿秤，它是一種衡器。它的秤桿、提紐、秤鉤(盤)的重心在提紐的刀口的正下方，利用增砣，稱重時(shí)可以連續(xù)讀數(shù)，可以達(dá)到OIML對(duì)(III)級(jí)準(zhǔn)確度的要求即檢定標(biāo)尺分度數(shù)n≥500。它的秤鉤(盤)的刀口準(zhǔn)確地安裝于秤桿軸線上方的R/2處，而提紐的刀口則準(zhǔn)確地安裝于秤桿軸線上方R/2加1毫米至2毫米處，由此，保證了桿秤的靈敏度達(dá)到OIML的(III)級(jí)準(zhǔn)確度的要求。
文檔編號(hào)G01G1/00GK1815153SQ20051002368
公開日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2005年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月31日
發(fā)明者方強(qiáng) 申請(qǐng)人:方強(qiáng)