專利名稱：雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)及其校準(zhǔn)與標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種杠桿式精密力值加載裝置及其校準(zhǔn)與標(biāo)定方法，更具體地說(shuō)，本 發(fā)明涉及一種雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)及其校準(zhǔn)與標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
力值計(jì)量是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著重要作用的基本計(jì)量技術(shù)。在力值計(jì)量領(lǐng)域最基 本的設(shè)備和儀器之一是力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，其中杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)在測(cè)力儀研制、生產(chǎn)、使用的各種場(chǎng) 合應(yīng)用極其廣泛。在火炮等武器生產(chǎn)中，利用塑性變形測(cè)壓法測(cè)量膛內(nèi)壓力，應(yīng)用廣泛，它 需要精密的力值施加裝置。已有的用于上述目的的杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)(或者加載裝置)，存在如下缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，施加力值級(jí)數(shù)有限，效率低，成本高，自動(dòng)化程度低，使用不便等。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，需要新的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)及新的技術(shù)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供了一種雙杠桿式 力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)。同時(shí)也提供了雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的校準(zhǔn)與標(biāo)定方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的所述的雙杠桿式力標(biāo) 準(zhǔn)機(jī)包括加載杠桿系統(tǒng)與平衡杠桿系統(tǒng)，加載杠桿系統(tǒng)包括同步帶、平板與偏心輪張緊機(jī) 構(gòu)，平衡杠桿系統(tǒng)包括配重砝碼與零點(diǎn)平衡杠桿橫梁。所述的配重砝碼為上下或左右雙體 拆卸結(jié)構(gòu)，配重砝碼由附加配重砝碼、原配重砝碼、定位銷與緊固螺釘組成。原配重砝碼固定在零點(diǎn)平衡杠桿橫梁的左端，附加配重砝碼通過(guò)定位銷與原配重 砝碼左端面或底面相接觸，再用緊固螺釘固定。技術(shù)方案中所述的偏心輪張緊機(jī)構(gòu)包括偏心軸、2個(gè)彈簧擋圈、N個(gè)軸承、隔套與 螺釘。所述的偏心軸一端設(shè)置成臺(tái)階或四方柱體或六方柱體，在偏心軸的中心線偏離距離 為e處開(kāi)有通孔，該通孔的回轉(zhuǎn)軸線與偏心軸的中心線平行，采用螺釘將偏心軸緊固在平 板上。偏心軸上依次套裝有彈簧擋圈、軸承、第N個(gè)所述的軸承與所述的彈簧擋圈。N個(gè)軸 承的軸承外環(huán)與同步帶無(wú)齒面相接觸，N個(gè)軸承的內(nèi)孔與偏心軸之間是小過(guò)盈配合，當(dāng)N個(gè) 軸承的寬度小于同步帶寬度時(shí)，在軸承之間加一個(gè)隔套使N個(gè)軸承與隔套的寬度之和大于 等于同步帶的寬度，N取大于等于1的自然數(shù)。一種所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的利用重力砝碼Wb的校準(zhǔn)與標(biāo)定方法，包括如下步 驟1.首先對(duì)雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)進(jìn)行零點(diǎn)平衡校準(zhǔn)；2.在反向架下橫梁的上端面放置重力為Wb的重力砝碼；3.再次實(shí)施零點(diǎn)平衡校準(zhǔn)；
4.記住砝碼位移L1，則單位位移的作用力&二 "^；
5.為了使用方便，位移L1直接用編碼器的脈沖數(shù)表示，于是k用單個(gè)脈沖的作用 力&代替，kp = WB/Pl，其中pi是砝碼移動(dòng)L1距離編碼器輸出的脈沖數(shù)。一種所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的利用配重W1的校準(zhǔn)與標(biāo)定方法，包括如下步驟1.運(yùn)用測(cè)力傳感器確定Δ (W1S1)；2.在改變配重即加上Δ (W1S1)的情況下進(jìn)行零點(diǎn)平衡的校準(zhǔn)；3.去掉Δ (W1S1)，在被施加力值的試件安裝位置安裝一個(gè)測(cè)力傳感器；4.通過(guò)移動(dòng)動(dòng)橫梁使測(cè)力傳感器與加載的反向架接觸，直至主杠桿橫梁處于水平 狀態(tài)；5.讀取測(cè)力傳感器的數(shù)據(jù)，以確定Δ (W1S1)引起的力值變化ΔΡ ；6.通過(guò)移動(dòng)動(dòng)橫梁使測(cè)力傳感器與加載的反向架脫離接觸，移動(dòng)砝碼使主杠桿橫
W AP
梁回復(fù)水平狀態(tài)，記下并計(jì)算移動(dòng)距離Δ Ltl，測(cè)得比例系數(shù)j = ‘，ALtl可以用脈沖數(shù)P(l
表示，比例系數(shù)！也可以用單位脈沖的力值、=^表示， SPo式中ALtl.砝碼位移變化量，ΔΡ.改變?chǔ)?(W1S1)引起的力值變化。利用重力砝碼Wb與利用配重W1兩種校準(zhǔn)與標(biāo)定方法的技術(shù)方案中所述的零點(diǎn)平 衡的校準(zhǔn)包括如下步驟
W1.校準(zhǔn)時(shí)將反向架與動(dòng)橫梁分離，即尸=7丄中的P = 0 ；
O2.使砝碼移至差動(dòng)變壓器指示主杠桿橫梁處于水平狀態(tài)的零點(diǎn)左右位置，然后微 調(diào)砝碼在零點(diǎn)位置Ltl，此時(shí)差動(dòng)變壓器顯示在士0. 015mm范圍之內(nèi)即主杠桿橫梁處于水平 狀態(tài)，此后，只要記住零點(diǎn)則無(wú)需再實(shí)施零點(diǎn)平衡；3.由位移傳感器記錄砝碼在主杠桿橫梁上零點(diǎn)的位置。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是1.本發(fā)明所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)通過(guò)采用固定質(zhì)量的砝碼沿杠桿橫梁移動(dòng)改 變杠桿比達(dá)到改變施加力值大小的目的，省去了傳統(tǒng)杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)復(fù)雜的砝碼加卸系 統(tǒng)，使機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。在此基礎(chǔ)上采用雙杠桿結(jié)構(gòu)，即采用平衡杠桿，通過(guò)調(diào)整平衡杠桿的 配重實(shí)現(xiàn)雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)零點(diǎn)自然平衡，無(wú)需在使用時(shí)因被測(cè)試件的改變使零點(diǎn)變化而 不得不進(jìn)行實(shí)施零點(diǎn)平衡。2.本發(fā)明所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中的平衡杠桿的配重做成雙體可拆卸結(jié)構(gòu)，可 以同時(shí)起到減小設(shè)備體積和兼做標(biāo)定的作用。3.本發(fā)明所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的零點(diǎn)可以隨時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)方法簡(jiǎn)單，通 過(guò)自動(dòng)改變砝碼在橫梁上的位置即可以實(shí)現(xiàn)。4.本發(fā)明所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的標(biāo)定方法簡(jiǎn)便、可靠，可以采用重力砝碼進(jìn) 行標(biāo)定。將重力砝碼放置在反向架下橫梁上端面上，只要測(cè)出施加重力砝碼前后平衡狀態(tài) 下主杠桿橫梁上砝碼移動(dòng)的距離即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的標(biāo)定。5.試樣在本發(fā)明所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的安裝位置對(duì)力值的影響不敏感。6.本發(fā)明所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中移動(dòng)砝碼的同步帶傳動(dòng)采用偏心輪張緊機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便可靠。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明圖1為本發(fā)明所述的雙杠桿游碼式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的沿主杠桿橫梁縱向?qū)ΨQ面剖切的 結(jié)構(gòu)組成的軸測(cè)投影圖(沒(méi)有剖電控柜)；圖2為本發(fā)明所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的機(jī)構(gòu)模型和靜力平衡原理圖；圖3為本發(fā)明所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)當(dāng)試件安裝偏心時(shí)的工作原理圖；圖4為本發(fā)明所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)當(dāng)試件安裝偏心時(shí)等效工作原理圖；圖5-a為本發(fā)明所述的50kN雙杠桿游碼式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)零位校準(zhǔn)與力值校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)示 意圖；圖5-b為本發(fā)明所述的50kN雙杠桿游碼式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中的配重砝碼左右放置的結(jié) 構(gòu)組成的分解表示的軸測(cè)投影圖；圖6_a為本發(fā)明所述的雙杠桿游碼式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中的配重砝碼上下放置的結(jié)構(gòu)組 成的軸測(cè)投影圖；圖6_b為本發(fā)明所述的雙杠桿游碼式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中的配重砝碼上下放置的結(jié)構(gòu)組 成的分解表示的軸測(cè)投影圖；圖7_a為本發(fā)明所述的雙杠桿游碼式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中的偏心輪張緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 的軸測(cè)投影圖；圖7_b為本發(fā)明所述的雙杠桿游碼式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中的偏心輪張緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 的分解表示的軸測(cè)投影圖；圖8_a為本發(fā)明所述的雙杠桿游碼式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的零點(diǎn)平衡校準(zhǔn)方法的流程框圖；圖8_b為本發(fā)明所述的雙杠桿游碼式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的重力砝碼標(biāo)定方法的流程框圖；圖8-c為本發(fā)明所述的雙杠桿游碼式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的配重標(biāo)定方法的流程框圖；圖中1.力點(diǎn)刀承，2.伺服電機(jī)，3.支點(diǎn)刀承，4.工件，5.動(dòng)橫梁，6.零點(diǎn)平衡杠 桿橫梁，7.電控柜，8.滾珠絲杠，9.主杠桿橫梁，10.砝碼，11.差動(dòng)變壓器，12.重力砝碼， 13.杠桿第2力點(diǎn)刀承，14.杠桿第2支點(diǎn)刀承，15.附加配重砝碼，16.原配重砝碼，17.定 位銷，18.緊固螺釘，19.配重砝碼，20.偏心軸，21.彈簧擋圈，22.軸承，23.隔套，24.螺釘， 25.平板。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的描述一 ·雙杠桿游碼式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)參閱圖1，雙杠桿游碼式結(jié)構(gòu)的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)由加載杠桿系統(tǒng)、平衡杠桿系統(tǒng)、主機(jī)架、 反向架和電控柜7組成。加載杠桿系統(tǒng)包括偏心輪張緊機(jī)構(gòu)、力點(diǎn)刀承1、伺服電機(jī)2、支點(diǎn) 刀承3、滾珠絲杠8、主杠桿橫梁9、砝碼10與差動(dòng)變壓器11。平衡杠桿系統(tǒng)包括配重砝碼19、零點(diǎn)平衡杠桿橫梁6、杠桿第2力點(diǎn)刀承13與杠 桿第2支點(diǎn)刀承14。加載杠桿系統(tǒng)與平衡杠桿系統(tǒng)分別通過(guò)支點(diǎn)刀承3與杠桿第2支點(diǎn)刀承14 一上一下地安裝在主機(jī)架上，加載杠桿系統(tǒng)中的主杠桿橫梁9與平衡杠桿系統(tǒng)中的零點(diǎn)平衡杠 桿橫梁6水平放置，且處于同一垂直平面內(nèi)，S卩加載杠桿系統(tǒng)位于平衡杠桿系統(tǒng)的上方。加 載杠桿系統(tǒng)根據(jù)第二類杠桿原理工作，其支點(diǎn)位于杠桿的左端，力點(diǎn)位于杠桿的中部。平衡 杠桿系統(tǒng)根據(jù)第一類杠桿原理工作，其支點(diǎn)位于杠桿的中部，力點(diǎn)位于杠桿的右端。主杠桿 橫梁9的力點(diǎn)與零點(diǎn)平衡杠桿橫梁6的力點(diǎn)通過(guò)力點(diǎn)刀承1、一根中間有反向架的桿與杠 桿第2力點(diǎn)刀承13連接，主杠桿橫梁9與零點(diǎn)平衡杠桿橫梁6的支點(diǎn)與力點(diǎn)之間的距離相 等，主杠桿橫梁9的支點(diǎn)與零點(diǎn)平衡杠桿橫梁6的支點(diǎn)位于同一鉛垂線上。加載杠桿系統(tǒng) 的砝碼10可以沿著主杠桿橫梁9精確移動(dòng)位置，從而改變杠桿比的大?。涣泓c(diǎn)平衡杠桿橫 梁6可以平衡主杠桿橫梁9和砝碼10的重力，零點(diǎn)平衡杠桿橫梁6的左端裝置有固定質(zhì)量 可調(diào)的配重砝碼19。運(yùn)用杠桿平衡原理實(shí)現(xiàn)力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)零點(diǎn)自然平衡；通過(guò)改變砝碼10在主杠桿橫梁9 上的位置，重現(xiàn)零點(diǎn)平衡狀態(tài)完成零位校準(zhǔn)；利用較小的重力砝碼達(dá)到對(duì)力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)進(jìn)行力 值標(biāo)定的目的。參閱圖5與圖6，配重砝碼19是雙體可拆卸結(jié)構(gòu)，它既可以做成上下可拆卸結(jié)構(gòu) 的配重砝碼19，也可以做成左右可拆卸結(jié)構(gòu)的配重砝碼19，即配重砝碼19由附加配重砝碼 15、原配重砝碼16、定位銷17與緊固螺釘18組成。原配重砝碼16采用螺釘固定在零點(diǎn)平 衡杠桿橫梁6的左端，附加配重砝碼15通過(guò)定位銷17與原配重砝碼16左端面或底面定位 接觸，再用緊固螺釘18固定。其中附加配重砝碼15可以根據(jù)需要取下或更換，改變自然平 衡零點(diǎn)位置，達(dá)到減小設(shè)備體積的目的。參閱圖7，沿主杠桿橫梁9縱向安裝有滾珠絲杠8，主杠桿橫梁9的左端安裝有伺 服電機(jī)2，主杠桿橫梁9的左端面上安裝有平板25，伺服電機(jī)2輸出軸從平板25下端穿出 并安裝有同步帶輪，滾珠絲杠8的左端從平板25上端穿出并安裝有同步帶輪，伺服電機(jī)2 通過(guò)同步帶來(lái)帶動(dòng)滾珠絲杠8轉(zhuǎn)動(dòng)。砝碼10由滾珠絲杠8上的絲杠螺母帶動(dòng)并沿主杠桿 橫梁9上的滾動(dòng)導(dǎo)軌移動(dòng)，伺服電機(jī)2通過(guò)同步帶改變砝碼10在主杠桿橫梁9上的位置， 同步帶的張緊采用偏心輪張緊機(jī)構(gòu)。該偏心輪張緊機(jī)構(gòu)根據(jù)一偏心軸繞中心線回轉(zhuǎn)時(shí)其外 表面的徑向尺寸發(fā)生變化的原理工作。偏心輪張緊機(jī)構(gòu)由偏心軸20、彈簧擋圈21、N個(gè)結(jié) 構(gòu)相同的軸承22、隔套23與螺釘M組成。偏心軸20 —端端面是非光滑表面用于增加摩擦力，另一端制作有可以使用扳手 工具的臺(tái)階或四方柱體或六方柱體。和偏心軸20的中心線偏離距離為e處開(kāi)有通孔，該通 孔的回轉(zhuǎn)軸線與偏心軸20的中心線平行，采用螺釘M將偏心軸20緊固在平板25上，螺釘 24在偏心軸20轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)起到中心定位的作用。當(dāng)軸承22是一個(gè)時(shí)，偏心軸20外緣(外圓 柱面)上依次套裝有彈簧擋圈21、軸承22與另一個(gè)結(jié)構(gòu)相同的彈簧擋圈21，軸承22軸承 內(nèi)環(huán)的內(nèi)孔與偏心軸20外緣(外圓柱面)是小過(guò)盈配合。偏心輪張緊機(jī)構(gòu)裝配完成后，軸 承22的軸承外環(huán)的外圓柱面與同步帶無(wú)齒面相接觸，軸承22軸承外環(huán)的寬度不小于同步 帶寬度。當(dāng)偏心軸20繞螺釘M中心軸線回轉(zhuǎn)時(shí)，同步帶向內(nèi)(有齒一例)的最大位移量 等于偏心軸20的偏心距e的兩倍。軸承22可以是一個(gè)，也可以是大于等于2個(gè)，當(dāng)軸承22 的數(shù)量為大于等于2個(gè)時(shí)，偏心軸20外圓柱面上依次套裝有彈簧擋圈21、軸承22、另一個(gè)
結(jié)構(gòu)相同的軸承22、第3個(gè)軸承22......與另一個(gè)結(jié)構(gòu)相同的彈簧擋圈21，也就是說(shuō)，偏
心軸20上依次套裝有彈簧擋圈21、軸承22、第N個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軸承22與所述的彈簧擋圈
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21，N個(gè)軸承22軸承外環(huán)的圓柱面與同步帶無(wú)齒面相接觸，N個(gè)軸承22的內(nèi)孔與偏心軸20 之間是小過(guò)盈配合，N取大于等于1的自然數(shù)。大于等于1個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軸承22的總寬度 不小于同步帶寬度。如果大于等于1個(gè)結(jié)構(gòu)相同的軸承22的寬度略小于同步帶寬度，可在 任何兩個(gè)軸承22之間加裝一個(gè)隔套23，使N個(gè)軸承22與隔套23的寬度之和大于等于同步 帶的寬度。大于等于1個(gè)的軸承22與隔套23在偏心軸20上的軸向位置由兩端的彈簧擋 圈21實(shí)現(xiàn)。軸承22選用深溝式球軸承，實(shí)施例中e = 3mm。使用時(shí)使套裝在偏心軸20外緣上的軸承22外環(huán)的外圓柱面與同步帶無(wú)齒面接 觸，用扳手工具扳動(dòng)偏心軸20上的臺(tái)階(或四方柱體或六方柱體)使偏心軸20繞螺釘M 中心軸線回轉(zhuǎn)，調(diào)整偏心軸20外緣與被張緊皮帶垂直方向的位移量即調(diào)整偏心軸20外緣 與被張緊皮帶垂直方向的徑向尺寸，偏心輪張緊機(jī)構(gòu)通過(guò)偏心軸20上的軸承22將同步帶 壓緊實(shí)現(xiàn)同步帶的有效傳動(dòng)。偏心軸20外緣與被張緊同步帶垂直方向的最大位移量等于 偏心軸20的偏心距e的兩倍。二 .雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的標(biāo)定方法基于杠桿放大原理的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)零點(diǎn)平衡、零位校準(zhǔn)與標(biāo)定對(duì)力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)工 作性能具有重要影響。本發(fā)明同時(shí)提供了一種雙杠桿游碼式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的標(biāo)定方法，它有效 解決雙杠桿游碼式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的零點(diǎn)平衡、零位校準(zhǔn)與力值標(biāo)定問(wèn)題。I.雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的基本原理參閱圖2，圖中所示為雙杠桿游碼式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)結(jié)構(gòu)模型和靜力平衡原理。其中上 部杠桿為主杠桿橫梁9，起著直接對(duì)試件施加載荷的作用，依據(jù)第二類杠桿原理工作，它左 端支點(diǎn)固定，中間點(diǎn)D為對(duì)試件的施力點(diǎn)，可以移動(dòng)的砝碼10(重力為W)作為力源在右側(cè) 且位置可變。下部杠桿為零點(diǎn)平衡杠桿橫梁6，依據(jù)第一類杠桿原理工作，它的中間支點(diǎn)固 定，左端為配重砝碼19 (重力為W1)，右端點(diǎn)起著對(duì)主杠桿橫梁9施加平衡力的作用，通過(guò)一 根中間有反向架的立桿與主杠桿橫梁9的施力點(diǎn)D連接。主杠桿橫梁9與零點(diǎn)平衡杠桿橫 梁6平行且水平放置，主杠桿橫梁9的施力點(diǎn)D與零點(diǎn)平衡杠桿橫梁6的右端點(diǎn)連接，兩個(gè) 杠桿系統(tǒng)的固定支點(diǎn)位于同一鉛垂線上，且兩個(gè)臂長(zhǎng)相等為S。主杠桿橫梁9水平狀態(tài)由安 裝于主杠桿橫梁9上的型號(hào)為L(zhǎng)VDT的差動(dòng)變壓器11檢測(cè)。被施加力值的試件(例如測(cè)力傳感器)放置在一個(gè)矩形的反向架內(nèi)，由安裝在主 機(jī)架上的動(dòng)橫梁5支承即試件放置在動(dòng)橫梁5的上工作面上。反向架的上下立桿與被施加 力值的試件軸線共線。根據(jù)杠桿的靜力平衡原理，不考慮固定支點(diǎn)處(支點(diǎn)刀承3)的摩擦， 各桿件的重力和位置在主杠桿橫梁9處于平衡時(shí)是確定的，設(shè)主杠桿橫梁9的自重為Wtll， 質(zhì)心位置Ltll，上下立桿和反向架的重力為Wtl2，零點(diǎn)平衡杠桿橫梁6的自重為Wtl3，質(zhì)心位置 Lc ，分析時(shí)視作剛性件，則可得作用于被施加力值的試件上的力P為P = ^L + hwLQ+ WoxLm + W02S + W0iL03 - WiSl)(0)設(shè)當(dāng)P = 0時(shí)L = 0，且主杠桿橫梁9處于水平，此時(shí)狀態(tài)設(shè)為雙杠桿游碼式力標(biāo) 準(zhǔn)機(jī)的零點(diǎn)，其平衡條件^(JVl0+ W01L01 + W02S + W03L03 — W1S1) = 0
O于是得

權(quán)利要求
1.一種雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，包括加載杠桿系統(tǒng)與平衡杠桿系統(tǒng)，加載杠桿系統(tǒng)包括同 步帶、平板0 與偏心輪張緊機(jī)構(gòu)，平衡杠桿系統(tǒng)包括配重砝碼(19)與零點(diǎn)平衡杠桿橫梁 (6)，其特征在于，所述的配重砝碼(19)為上下或左右雙體拆卸結(jié)構(gòu)，配重砝碼(19)由附加 配重砝碼(15)、原配重砝碼(16)、定位銷(17)與緊固螺釘(18)組成；原配重砝碼(16)固定在零點(diǎn)平衡杠桿橫梁(6)的左端，附加配重砝碼(1 通過(guò)定位 銷(17)與原配重砝碼(16)左端面或底面相接觸，再用緊固螺釘(18)固定。
2.按照權(quán)利要求1所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，其特征在于，所述的偏心輪張緊機(jī)構(gòu)包 括偏心軸O0)、2個(gè)彈簧擋圈(21)、Ν個(gè)軸承(22)、隔套03)與螺釘Q4)；所述的偏心軸OO) —端設(shè)置成臺(tái)階或四方柱體或六方柱體，在偏心軸OO)的中心線 偏離距離為e處開(kāi)有通孔，該通孔的回轉(zhuǎn)軸線與偏心軸OO)的中心線平行，采用螺釘04) 將偏心軸OO)緊固在平板0 上，偏心軸OO)上依次套裝有彈簧擋圈(21)、軸承(22)、 第N個(gè)所述的軸承0 與所述的彈簧擋圈01)，N個(gè)軸承0 的軸承外環(huán)與同步帶無(wú)齒 面相接觸，N個(gè)軸承0 的內(nèi)孔與偏心軸OO)之間是小過(guò)盈配合，當(dāng)N個(gè)軸承的寬度小于 同步帶寬度時(shí)，在軸承之間加一個(gè)隔套03)使N個(gè)軸承02)與隔套03)的寬度之和大于 等于同步帶的寬度，N取大于等于1的自然數(shù)。
3.—種權(quán)利要求1所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的利用重力砝碼Wb的校準(zhǔn)與標(biāo)定方法，其 特征在于，所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的利用重力砝碼Wb的校準(zhǔn)與標(biāo)定方法包括如下步驟1)首先對(duì)雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)進(jìn)行零點(diǎn)平衡校準(zhǔn)；2)在反向架下橫梁的上端面放置重力為Wb的重力砝碼(12)；3)再次實(shí)施零點(diǎn)平衡校準(zhǔn)；W4)記住砝碼(10)位移L1,則單位位移的作用力&=5)為了使用方便，位移L1直接用編碼器的脈沖數(shù)表示，于是k用單位脈沖的作用力kp 代替，kp = WB/Pl，其中P1是砝碼(10)移動(dòng)L1距離編碼器輸出的脈沖數(shù)。
4.一種權(quán)利要求1所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的利用配重巧的校準(zhǔn)與標(biāo)定方法，其特征 在于，所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的利用配重W1的校準(zhǔn)與標(biāo)定方法包括如下步驟1)運(yùn)用測(cè)力傳感器確定Δ(W1S1)；2)在改變配重即加上Δ(W1S1)的情況下進(jìn)行零點(diǎn)平衡的校準(zhǔn)；3)去掉△(W1S1),在被施加力值的試件安裝位置安裝一個(gè)測(cè)力傳感器；4)通過(guò)移動(dòng)動(dòng)橫梁( 使測(cè)力傳感器與加載的反向架接觸，直至主杠桿橫梁(9)處于 水平狀態(tài)；5)讀取測(cè)力傳感器的數(shù)據(jù)，以確定
5.按照權(quán)利要求4或5所述的雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的校準(zhǔn)與標(biāo)定方法，其特征在于，所述 的零點(diǎn)平衡的校準(zhǔn)包括如下步驟W1)校準(zhǔn)時(shí)將反向架與動(dòng)橫梁(5)分離，即Ρ= 中的P = O;2)使砝碼(10)移至差動(dòng)變壓器(11)指示主杠桿橫梁(9)處于水平狀態(tài)的零點(diǎn)左右位 置，然后微調(diào)砝碼(10)在零點(diǎn)位置L。，此時(shí)差動(dòng)變壓器(11)顯示在士0.015mm范圍之內(nèi)即 主杠桿橫梁(9)處于水平狀態(tài)，此后，只要記住零點(diǎn)則無(wú)需再實(shí)施零點(diǎn)平衡；3)由位移傳感器記錄砝碼(10)在主杠桿橫梁(9)上零點(diǎn)的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)及其校準(zhǔn)與標(biāo)定方法，旨在克服現(xiàn)有技術(shù)存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施加力值級(jí)數(shù)有限與效率低等問(wèn)題。力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)包括加載杠桿系統(tǒng)與平衡杠桿系統(tǒng)。加載杠桿系統(tǒng)包括同步帶與偏心輪張緊機(jī)構(gòu)。平衡杠桿系統(tǒng)包括配重砝碼。所述的偏心輪張緊機(jī)構(gòu)包括偏心軸、彈簧擋圈、軸承、隔套與螺釘。所述的配重砝碼為上下或左右雙體拆卸結(jié)構(gòu)，配重砝碼由附加配重砝碼、原配重砝碼、定位銷與緊固螺釘組成。校準(zhǔn)與標(biāo)定方法包括進(jìn)行零點(diǎn)平衡的校準(zhǔn)；在反向架下橫梁的上端面放置重力砝碼；再次實(shí)施零點(diǎn)平衡的校準(zhǔn)；記住砝碼位移與位移直接用編碼器的脈沖數(shù)表示等步驟。本發(fā)明還提供了一種利用配重砝碼對(duì)雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)與標(biāo)定的方法。
文檔編號(hào)G01L25/00GK102087157SQ201010544380
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者張學(xué)成, 張晟, 趙恒喜, 鄭燁煒 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)