微小力值测力仪拉向力计量装置

摘要

本发明提供了一种微小力值测力仪拉向力计量装置。它包括一台等臂天平，等臂天平包括天平横梁、左托盘和右托盘，在天平横梁的右侧安装一个轻质支架，轻质支架下方钻一个小孔，小孔中心轴线要求与等臂天平右边刀口受力轴线一致；右托盘上方固定一个工作平台，工作平台上安装一副三维工作台，微小力值测力仪固定在三维工作台上，微小力值测力仪的受力点通过细绳与悬挂右托盘的天平挂钩连接。本发明可以保证2mN~10N量程段的微小力值测力仪的拉向力值计量符合力值计量要求，解决了建立检定/校准微小力值测力仪（拉向）计量标准装置关键技术难点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种微小力值测力仪拉向力计量装置，属于计量装置技术领域。

背景技术

在这里我们所定义的微小力值测力仪，是指力值测量范围为2mN~10N的测力仪，以下称之为“微小力值测力仪”。微小力值测力仪计量装置（拉向）就是用来计量微小力值测力仪拉向力的计量装置，以保证微小力值测力仪拉向力计量示值准确度，符合力值计量要求。

目前，国内尚未开展微小力值测力仪的计量量值传递工作。JJG2045—2010《力值（≤1MN）计量器具国家计量检定系统表》中只规定了10N以上力值计量器具的量传溯源关系。对于10N以下测量范围力值计量器具量值传递关系还属于空白。国防军工计量也没有开展10N以下力值计量器具的量值传递。随着科技发展，传感器技术日益成熟，以传感器为媒介的微小力值测力仪的运用越来越广泛。针对微小力值测力仪的运用增多，人们也在探索其相关计量检定方法。以前计量微小力值测力仪拉向力示值准确度的方法：大多数是用细绳绑住砝码托盘，细绳直接挂在微小力值测力仪上进行检定，但这种方法有两点缺陷：1.由于微小力值测力仪最小检定点为2mN，砝码托盘本身有自重，自重远大于2mN，不符合微小力值测力仪需要从零点开始计量要求；2.将砝码直接加载到托盘上会产生冲击和晃动现象，难以保证力值计量需平稳加、卸载荷要求。因为上述问题的客观存在，所以一直以来人们都是采用简单、拼凑的办法对微小力值测力仪进行检测，没有规范、完备的计量检定装置，来保证微小力值测力仪量值传递准确度。

现行的力值标准均溯源到砝码产生的重力(F=mg)，由于力值砝码的加力方式始终是铅垂向下，如何把始终铅垂向下的力值砝码产生的力值，完全平稳、有效的施加到拉向力值传感器上，并且不能有冲击、晃动，施加力值应该正向，始终与传感器受力方向保持一致，无回程现象，是技术难点。

发明内容

为规范、统一测量范围2mN~10N微小力值测力仪计量量值传递方法，本发明提供一种微小力值测力仪拉向力计量装置，以解决微小力值测力仪拉向力计量检定问题。

为了实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：一种微小力值测力仪拉向力计量装置，包括一台等臂天平，等臂天平包括天平横梁、左托盘和右托盘，在天平横梁的右侧安装一个轻质支架，轻质支架下方钻一个小孔，小孔中心轴线要求与等臂天平右边刀口受力轴线一致；右托盘上方固定一个工作平台，工作平台上安装一副三维工作台，微小力值测力仪固定在三维工作台上，微小力值测力仪的受力点通过细绳与悬挂右托盘的天平挂钩连接。

在检定微小力值测力仪拉向力进程中，需要对测力仪力值由小到大逐级加载，以达到检定微小力值测力仪受拉方向力的示值误差。本发明项目技术方案就是：针对上述直接加砝码检定测力仪方法存在托盘自重和侧向力问题，我们结合现有的力值大于10N的静重式（直接加载）力标准机，和杠杆式（通过杠杆放大）力标准机两者工作原理，采用一台等臂天平，利用天平杠杆平衡原理，解决由于直接加砝码，需要克服砝码托盘自重力问题；利用了天平等臂原理，使加载到天平左托盘上砝码产生垂直向下的重力，通过天平横梁、细绳，传递到固定在工作平台的微小力值测力仪上，使天平平衡，从而得到我们需要的拉向力值。由于保持天平受力刀口轴线和砝码托盘挂钩受力轴线一致，是为了保证微小力值测力仪受力同轴度的准确度。在天平横梁右边安装一个轻质支架，支架上一小孔轴心为了保证测力仪受力同轴度。我们采用一台手动三维工作台，使其能够沿X、Y、Z轴方向移动。工作台沿X轴Y轴移动是为了保证测力仪受力同轴度，沿Z轴移动是为了天平左右平衡。从而达到计量检定微小力值测力仪拉向力示值误差的目的。

本发明的微小力值测力仪拉向力计量装置，可以保证对于2mN~10N量程段的微小力值测力仪的拉向力值进行校准计量，保证量值传递准确度。不仅可以服务国防军工企事业单位，还可以为其他民用单位提供服务。具有一定的社会推广价值。

附图说明

图1为本发明的微小力值测力仪拉向力计量装置示意图。

图标说明：1.等臂天平、2.天平横梁、3.左托盘、4.右托盘、5.工作平台、6.三维工作台、7.微小力值测力仪、8.轻质支架。

具体实施方式

如图1所示，微小力值测力仪拉向力计量装置包括一台最大称量1kg，最小分度值为5mg等臂天平1，等臂天平1包括天平横梁2、左托盘3和右托盘4，在天平横梁2的右侧安装一个轻质支架8，轻质支架8下方钻一个?2mm小孔，小孔中心轴线要求与等臂天平1右边刀口受力轴线一致。右托盘4上方固定一个工作平台5，工作平台5上安装一副三维工作台6（X、Y、Z轴方向可以移动，目的是可以调整微小力值测力仪7受力同轴度和使等臂天平1平衡），微小力值测力仪7固定在三维工作台上。微小力值测力仪7的受力点通过细绳与悬挂右托盘4的天平挂钩连接。

升起天平横梁2，观察天平指针，调整配重驼使等臂天平1平衡。在左托盘3上施加砝码，移动三维工作台6，使受拉力细绳通过小孔中心以及使等臂天平1平衡。这样就把左托盘3上砝码产生的力，通过等臂天平1改变力的方向，施加到了右托盘4上方的微小力值测力仪7上，同理，逐级加载，直至最大负荷。从而达到我们计量检定微小力值测力仪7拉向（力）示值误差的目的。从而满足微小力值测力仪计量的要求，解决现有2mN～10N的微小力值测力仪7的量值传递需求。