计量技术基础要点.ppt

第六章 计量学的主要领域 6.4 力学计量 力学计量概述 牛顿力学是其理论基础。 力学计量主要内容： 质量、力值、扭矩、硬度、压力、真空、振动、冲击、转速、恒加速度、流量、流速、容量等测量领域。 力学计量主要内容 容量计量：量提、量杯、量筒、计量罐等 质量计量：广泛使用天平、砝码和各种秤。 密度计量：酒精计、糖量计、密度计、海水 密度计等。 力值计量：测力机、材料试验机、拉力机、 测力计、测力传感器等。 力学计量主要内容 硬度计量：分为金属硬度试验法和非金属硬度试验法。如：肖氏硬度、布氏硬度、洛氏与表面洛氏硬度、维氏与显微硬度以及橡胶塑料硬度等。 力学计量主要内容 压力计量与真空计量：压力计、压力表、血压计、真空计等。 流量计量：各种流量计、水表、煤气表、加油机、油表等。 振动、冲击与转速计量：加速度计、振动台、冲击台、振动、冲击传感器、转速表等。 力学计量的发展动向 两端延伸 静态到动态 传感、激光技术广泛应用 多对象、多环境适用 法制计量 基础研究加强 质量计量 质量定义：物体的一种性质,通常指该物体所含物质的量,是量度物体惯性大小的物理量 。 原理 方法 我国质量量值传递系统见图7-13 衡器的工作原理有杠杆、形变、液压等，见表7-2 力值计量 概述 力——物质之间的相互作用。 单位：牛顿（N） 动力效应：力改变物体的运动状态或使物体产生加速度 静力效应：力使物体产生变形，在材料中产生变形。 力矩——力和力臂的乘积。 单位：牛顿米（N?m） 转矩：使机械零部件转动的力矩。 扭矩：使……发生扭曲变形的力矩（转矩）。 压力—静止的流体垂直作用在单位面积上的力 单位：帕斯卡（Pa） 1 Pa = 1N / m2 1、大气压力：大气自重所产生的压力，即气压。 2、表压力：在环境大气压力作参考压力的差压。 3、绝对压力：相对绝对真空所测得的压力。 4、正压力：绝对压力高于大气压的表压力 5、负压力：…………低于……压力时，大气压力与绝对压力之差。 6、真空度：低于大气压力的绝对压力 力的测量方法 1、利用动力效应测力 动力效应使物体产生加速度，测定了物体的质量及所获得的加速度大小就测定了力值。 2、利用静力效应测力 静力效应是物体产生变形，通过测量物体的变形量或用与内部应力相对应参量的物理效应来确定力值。 如：测量变形用差动变压器、激光干涉等方法 利用与力有关的物理效应：压电效应、压磁效应等 应力、应变的测量 常用应变片、应变仪测量构件表面应变 1. 电阻应变仪 布片方式与电桥计算公式 表中，Sg：应变片的灵敏度，ε：所要测量的机械应变值， μ：被测件的泊松比。 力的测量装置 1. 压阻应变式测力仪 它由弹性体、应变片、测量电路等构成。 力的测量装置 弹性体的工作原理如图7-3 电容式测力传感器 3. 压电式测力传感器 4. 压磁式测力仪 5. 差动变压器式 三、力值的检定与定度 检定：为评定计量器具的计量性能（准确度、稳定度、灵敏度等），并确定其是否合格所进行的全部工作。 定度：用计量标准（基准）来定出计量器具或显示部分所表示的量值。 比对：准确度接近的同类基准、标准或工作器具之间的量值所进行的比较过程。 力值计量器具检定系统框图见图7-11 四、称重及称重装置 1、称重的概念和意义 重量的两重性： 一指重力，其测量采用测力传感器 二指质量，……………衡器，即：称重传感器和称。 2、电子称 组成：机械传递系统、称重传感器、测量电路和显示仪表等。 种类：电子皮带称、容器称、吊车称、平台称、 电子轨道称等。 3、称重传感器 应变式称重传感器 采用电阻应变式测力原理 压磁式称重传感器 可用于轨道衡，见图10.7 电容式称重传感器 见图7-16 陀螺式称重传感器 见图7-17，重量W 与外框架绕z轴的进动角速度 ?Z 有关 4、电子皮带称 其原理有：测速法和测长法 A、测速法 在瞬间称出皮带某一微小段上的重量和此时皮带的线速度。连续测量一段时间T后，皮带机输送的总重量W为： w（t）——皮带机瞬时输送量（kg/s） q（t）——皮带单位长度上的瞬时物料重量（kg/m） v（t）——皮带的瞬时线速度（m/s） 电子皮带称方法见图7-18 L =（L1+L2）/2 ——有效称量段 G（t）——作用于称重框架上的瞬时物料重量 B、测长法 每当皮带移动一端距离S时，测量一次称重辊上的重量， 在某段时间内，皮带移动距离为nS时，运送物料的总重量为： qi ——第 i 次测得的称重辊上的重