全自动静重式力标准机（副本）.pdf

电动独立加码全自动静重式力标准机 一、 静重式力标准机的基本工作原理 静重式力标准机是根据力的动力效应，直接利用已知质量砝码的重力来复现基准力值的。根 据牛顿第二定律，并考虑空气浮力的影响，质量为m 的砝码在空气中的重力f为  a    f  mg 1 （1）    W  式中 g —砝码所在地的重力加速度， a —砝码所在地的空气密度，  —砝码材料的密度。 W 静重式力标准机在结构上，将砝码的重力通过力反向器加到被检测力仪上，如图1 所示。机 架3 与反向器1 之间的上部空间为压空间，下部空间为拉空间，分别用于检定压、拉式测力仪。 通过反向器下部的承载吊杆（通常称吊挂）对被检测力仪 施加重力砝码，根据式(1)，只要知道所挂砝码的质量便可 计算出作用于被检测力仪的力。 根据不同测力仪检测要求，按照一定规则对被检测力 仪施加不同质量的砝码，即可实现对被检测力仪的检测。 由于砝码质量可以通过高精度天平标定，重力加速度和密 度都是常数，所以只要力标准机的机械结构、加卸砝码的 方式合理，静重式力标准机可以达到很高的力值不确定 度。 图1 静重式力标准机结构示意图 二、独立加码原理与机械结构 1—反向器；2—被检压式测力仪；3 静重式力标准机独立加码方法，是通过单独的驱动机 —机架；4—被检拉式测力仪；5—砝码 构执行每一块砝码独立的加卸动作，可以使机器上的砝码 砝码 吊挂 吊挂托盘与砝码 任意组合，单独或者成组地同时对被检测力仪施加作用 之间的初始距离 力。由于砝码可以独立动作，无需首先从放置砝码的机架 托架 支撑转角上提升起砝码，移开支撑转角，然后才能将砝码 凸轮 机构 降落到中心吊挂上的复杂过程；省去了从放置砝码的支撑 托架升降 最大距离 转角上提升砝码、移开支撑转角的过程，托架在同样的升 降移动速度下，加荷速度至少提高一倍。由于独立动作， 加卸砝码的运动、位移和速度可以实施必要的控制，从而 最大限度满足各种被检测力仪或称重传感器不同负荷特 托架升降 最大距离 性试验对负荷级数、加荷速度、加荷方式等的需求。 ¦ Ψ 独立加码方式的结构原理见图2。由电动机驱动凸轮机 构转动,带动托架做升降运动,托架上放置砝码。 从而当 图2 独立加砝码方式的结构原 托架升降时,砝码随之升降,实现砝码往吊挂上的加卸动 理 作。 1 具体实施过程是： 初始状态，由一个偏心轮构成的凸轮使托架连同砝码处于最上部,两侧的托架把砝码支撑住, 吊挂则处于自由状态,其上的托盘与砝码之间有一初始距离（h） 。 加砝码，电动机驱动凸轮机构转动,带动托架向下运动,托架上放置的砝码随之下降,直到砝码 与吊挂上的托盘接触并被托住。随后托架继续向下运动直至最底端位置。托架的这一空行程理论 值为,托架的最大升降距离（H）的一半，加上托盘与砝码之间的初始距离h。托架的这一空行程 越大，越有利于防止吊挂与砝码之间和砝码与砝码之间产生刮碰现象。因被检测力仪及其它构件 受力变形,使两块砝码之间以及吊挂托盘与砝码之间的初始距离h减小