朱詠梅　高東升

摘 要：在計量技術(shù)應(yīng)用過程中，力學(xué)計量技術(shù)標準裝置作為一種重要的計量裝置，在實際應(yīng)用和發(fā)展中取得了積極效果?；诹W(xué)計量技術(shù)標準裝置的重要性，以及力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的特殊性和專業(yè)性，正確分析力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對掌握力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的特點和做好力學(xué)技術(shù)技術(shù)標準裝置的應(yīng)用具有重要作用。只有認識到這一點，才能加深對力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的理解，進而正確分析其應(yīng)用和發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：力學(xué)計量技術(shù)；標準裝置；現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

前言

從目前計量技術(shù)發(fā)展來看，力學(xué)計量技術(shù)標準裝置作為力學(xué)計量的重要裝置，無論是從技術(shù)含量還是從實際應(yīng)用上，都對力學(xué)計量有著重要影響?；诹W(xué)計量技術(shù)標準裝置的重要性，認真分析力學(xué)計量的概念，并深入分析力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，對做好力學(xué)計量工作和促進力學(xué)計量工作發(fā)展具有重要作用。為此，我們應(yīng)立足力學(xué)計量技術(shù)標準裝置應(yīng)用實際，做好其現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的研究，滿足力學(xué)計量的實際需要，推動力學(xué)計量工作快速發(fā)展。

1 力學(xué)計量的主要概念

作為力值的傳遞標準，在上世紀70年代以前，主要采用水銀箱式和百分表式測力儀，準確度低。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，一大批力基標準裝置相繼建立。目前，力基標準裝置的主要結(jié)構(gòu)形式有靜重式、杠桿式、液壓式和疊加式。我國在20世紀70年代末建立起了1MN以下的力基標準裝置，隨后又建立起了5MN、20MN和30MN力基、標準裝置，并制定了相應(yīng)的檢定規(guī)程，完善了力值的量傳體系?；诹W(xué)計量的特殊性，在力學(xué)計量中，標準裝置成為了力學(xué)計量的重要工具，對滿足力學(xué)計量需要和提高力學(xué)計量的準確性具有重要作用。為了滿足力學(xué)計量的實際需要，力學(xué)計量技術(shù)標準裝置也得到了全面的發(fā)展，并根據(jù)具體應(yīng)用場所的不同，演變成各個具有專有屬性的技術(shù)標準裝置。因此，明確力學(xué)計量的概念，對做好力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究具有重要意義。基于這一認識，加強力學(xué)計量概念的分析，對推動力學(xué)技術(shù)標準裝置的發(fā)展有著重要的促進作用。

2 力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的發(fā)展現(xiàn)狀

從目前力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的應(yīng)用來看，標準裝置是力學(xué)計量的重要工具，對提高力學(xué)計量的準確性具有重要作用。結(jié)合力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的發(fā)展，其種類主要可以歸納為以下幾種。

2.1 靜重式力基、標準機

靜重式力基、標準機或靜重式基、標準測力機，均以已知砝碼的重力直接作為基、標準力值，通過適當?shù)臋C構(gòu)和程序平穩(wěn)地施加到被檢定的測力儀上。

在力學(xué)計量技術(shù)標準裝置發(fā)展過中，靜重式力基、標準機是一種重要的標準裝置，其主要應(yīng)用了靜重式力基，提高了重力檢測效果，降低了重力檢測難度，對滿足重力檢測需要和做好重力檢測工作具有重要的促進作用。

從目前力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的發(fā)展來看，在測量靜力過程中，為了提高靜力測量的整體效果，并提高靜力測量的準確性，靜重力基標準機有了用武之地。結(jié)合靜力測量實際，靜重力基標準機對靜力測量和靜力標定具有重要作用。為此，明確靜重力基標準機的作用和應(yīng)用過程，對提高靜力測量效果具有重要意義。同時，明確靜重力基標準機也有利于提高靜力標準裝置應(yīng)用效果的作用。對此，我們應(yīng)有正確認識，并重視靜重力基標準機的應(yīng)用，滿足靜力測量的實際需要。

2.2 杠桿式力標準機

杠桿式力標準機或杠桿式標準測力機，利用不等臂杠桿系統(tǒng)（單級或復(fù)式），將已知砝碼的重力放大而得到標準力值，平穩(wěn)地施加到被檢定的測力儀上。

所謂杠桿式力標準機，其主要方式是利用杠桿原理進行力學(xué)數(shù)值檢測，通過設(shè)置標準杠桿，達到檢測力學(xué)數(shù)值的目的。從實際應(yīng)用來看，這種檢測方法操作簡單，在實際檢測中容易實現(xiàn)。但是受到杠桿原理的限制，其檢測精度較低。

相對于靜重力標準機，杠桿式力標準機在應(yīng)用場合和應(yīng)用范圍上比靜重力式標準機要廣泛一些。同時，在具體操作中，杠桿式力標準機器由于操作簡單并且適用環(huán)境較為廣泛，在實際力學(xué)測定中得到了重要應(yīng)用，成為了力學(xué)計量的重要裝置，對提高力學(xué)計量的準確性和有效性起到了重要的促進作用。雖然杠桿式力標準機也存在一定的缺點，例如容易受到杠桿原理限制和檢測精度低等缺點，但是該標準機在實際力學(xué)計量中仍然得到了重要應(yīng)用，對力學(xué)計量標準裝置的發(fā)展起到了重要的推動作用。

2.3 液壓式力基、標準機

液壓式力基、標準機或液壓式基、標準測力機，以帕斯卡原理為基礎(chǔ)，通過兩個面積不等的無機械摩擦的缸塞副，將已知砝碼的重力放大而得到基、標準力值，平穩(wěn)地施加到被檢定的測力儀上。

在檢測壓力過程中，上述兩種力學(xué)計量標準裝置往往不能滿足實際需求，為了實現(xiàn)壓力檢測的目的，液壓式力基、標準機得到了重要應(yīng)用，并在實際壓力檢測中取得了積極效果。從其應(yīng)用范圍來看，液壓式力基、標準機解決了壓力檢測問題。

從力學(xué)計量的實際開展過程來看，壓力的測量是力學(xué)計量的重要內(nèi)容。為了保證壓力測量在準確性上滿足實際需要，采用靜重力計量標準裝置和杠桿式計量標準裝置難以達到預(yù)期目標。在這一現(xiàn)實需求下，液壓式標準機得到了應(yīng)用和發(fā)展，并逐漸成為測量壓力的主要力學(xué)計量方式。結(jié)合壓力計量現(xiàn)狀，液壓式力學(xué)計量裝置是計量壓力的重要工具，對提高壓力計量準確性和滿足壓力計量需要具有重要作用。為此，只有對液壓式計量標準裝置的優(yōu)點和應(yīng)用引起足夠的重視，才能保證液壓式力基標準機得到有效應(yīng)用。

2.4 疊加式力標準機

這種力標準機與前述三種測力機不同，它不是采用絕對測量方法，而是采用相對比較測量方法，是用一個（組）標準較高的測力儀作為標準，通過適當?shù)臋C構(gòu)，與被檢定的測力儀串聯(lián)（疊置）后，以液壓方式或機械方式施加負荷，進行比較測量，用以確定被檢測力儀的計量特性。其力值不確定度主要取決于標準測力儀的性能指標、被檢測力儀的串聯(lián)方式、安裝質(zhì)量以及加荷機構(gòu)的性能等。國內(nèi)已有最大力值為500kN和1MN的疊加式力標準機，其力值不確定度一般可達到3×10-4。從力學(xué)計量過程來看，疊加式力標準機也得到了重要應(yīng)用，成為了力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的重要一種。根據(jù)實際力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的應(yīng)用狀況來看，疊加式力標準機在測量多種力疊加在一起的情況時作用突出。因此，在測量多種疊加力時，需要用到疊加式力標準機。

3 力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的發(fā)展趨勢

通過對力學(xué)計量技術(shù)標準裝置發(fā)展現(xiàn)狀的分析，現(xiàn)有的幾種力學(xué)計量技術(shù)標準裝置在實際應(yīng)用中都取得了積極效果，對力學(xué)計量工作產(chǎn)生了積極的推動作用，滿足了力學(xué)計量的實際需要。隨著力學(xué)計量技術(shù)的不斷發(fā)展，力學(xué)計量技術(shù)標準裝置也不斷升級，其發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1 力學(xué)計量技術(shù)標準裝置朝著自動化方向發(fā)展

隨著自動化技術(shù)的快速發(fā)展及應(yīng)用，自動化技術(shù)在力學(xué)計量技術(shù)標準裝置上的應(yīng)用逐步取得了成效。目前，基于自動控制技術(shù)的力學(xué)計量技術(shù)標準裝置在力學(xué)檢測中得到了重要應(yīng)用，并提高了檢測精度，對滿足力學(xué)計量需要和提高力學(xué)計量效果起到了重要的推動作用。為此，我們應(yīng)認識到自動化技術(shù)對力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的促進。

從目前力學(xué)計量技術(shù)標準裝置來看，在力學(xué)計量技術(shù)標準裝置中應(yīng)用自動化技術(shù)不但是標準裝置自身的需求，同時也是自動化技術(shù)發(fā)展到一定程度的具體表現(xiàn)。通過應(yīng)用自動化控制系統(tǒng)，力學(xué)計量技術(shù)標準裝置不但在控制效果上有所提升，同時在計量結(jié)果上也比較準確，對解決力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的測量準確性問題具有重要作用。因此，我們應(yīng)認識到自動化技術(shù)對力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的促進，并在力學(xué)計量技術(shù)標準裝置開發(fā)和應(yīng)用中認識到自動化技術(shù)的作用，最終做好自動化技術(shù)的應(yīng)用，提高力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的應(yīng)用效果。

3.2 力學(xué)計量技術(shù)標準裝置在動態(tài)力研究上逐步深入

在力學(xué)計量過程中，動態(tài)力研究歷來是重要的研究方向。隨著力學(xué)計量手段的增多，以及力學(xué)計量裝置功能的完善，在動態(tài)力研究上也獲得了更多的支持，最終使力學(xué)計量技術(shù)標準裝置在動態(tài)力研究上逐步深入，滿足了力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的發(fā)展需要，提高了力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的發(fā)展質(zhì)量。

在具體的力學(xué)計量過程中，除了需要對靜態(tài)力進行計量之外，還需要對動態(tài)力進行計量。但是考慮到動態(tài)力的計量難度，以及現(xiàn)有標準裝置在動態(tài)力計量方面的局限，探索出一種新的計量動態(tài)力的方式尤為必要?；谶@一現(xiàn)實需要，力學(xué)計量技術(shù)標準裝置將會在未來的發(fā)展中在動態(tài)里研究上逐步深入，并最終探索出一種行之有效的計量動態(tài)力的方式，滿足動態(tài)力的計量需要，達到提高動態(tài)力計量效果的目的。因此，在未來發(fā)展中，力學(xué)計量技術(shù)標準裝置將在動態(tài)力研究上逐步深入，并最終取得積極效果，實現(xiàn)對動態(tài)力的有效計量。

3.3 力學(xué)計量技術(shù)標準裝置在極值力研究上更加深入

隨著力學(xué)計量技術(shù)標準裝置功能的增多，以及自動化技術(shù)的應(yīng)用，力學(xué)計量技術(shù)標準裝置在測量精度和測量準確性上面都有大幅提高。這種功能的增強給了極值力研究以有力的支持，使得極值力的研究得到了有效開展，并保證了極值力研究取得了積極效果。從目前的研究方向來看，大力值（10MN以上）和微小力值（1N以下）標準測力機的研制，是今后力值計量的一個重要發(fā)展方向。

4 結(jié)束語

通過文章的分析可知，力學(xué)計量技術(shù)標準裝置作為力學(xué)計量的重要裝置，無論是從技術(shù)含量還是從實際應(yīng)用上，都對力學(xué)計量有著重要影響。基于力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的重要性，認真分析力學(xué)計量的概念，并深入分析力學(xué)計量技術(shù)標準裝置的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，對做好力學(xué)計量工作和促進力學(xué)計量工作發(fā)展具有重要作用。為此，我們應(yīng)立足力學(xué)計量技術(shù)標準裝置應(yīng)用實際，做好其現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的研究，滿足力學(xué)計量的實際需要，推動力學(xué)計量工作快速發(fā)展。

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