白學(xué)禮，王 鵬，鄭 輝

(天津市計量監(jiān)督檢測科學(xué)研究院 天津 300192)

0 引 言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對大量高精度傳感器的檢測工作提出了更高的要求。目前國家級、省級計量部門使用的杠桿機(60,kN以上)大多數(shù)為 20世紀六七十年代的老產(chǎn)品，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能沒有較大的改進。在檢測傳感器時，由于更換拉向的難度較大，對檢測人員具有較高的技能要求，往往是以壓向的數(shù)據(jù)代替拉向，由此檢測的數(shù)據(jù)具有很多不確定性，而且效率較低。為此，經(jīng)過系統(tǒng)分析，設(shè)計出拉壓雙向空間結(jié)構(gòu)，應(yīng)用在60,kN杠桿式力標準機上，并取得了較好的效果。

1 設(shè)計思路

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對傳感器檢測工作提出了更多的要求，如蠕變測試、高低溫箱測試、拉壓雙向傳感器的性能測試等，都對杠桿式力標準機提出了新的要求。傳統(tǒng)的杠桿式力標準機由于存在缺陷不能滿足檢測要求，為此，亟需設(shè)計出一種拉向雙空間反力架，直接進行傳感器各種性能的檢測。

2 設(shè)計改進方案

2.1 四立柱結(jié)構(gòu)的下反力架

傳統(tǒng)的杠桿式力標準機檢測空間形式為上下兩立柱結(jié)構(gòu)反力架與拉反力架十字交叉(見圖1)，在壓向空間處下反力架要占據(jù)寬度的有效方向，且安裝高低溫箱時經(jīng)常要將反架轉(zhuǎn)一定角度，給檢測帶來很大不便。

圖1 傳統(tǒng)杠桿式力標準機拉向及壓向結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Pull and push direction frames of a traditional lever-amplification force standard machine

圖2 改型杠桿式力標準機拉向及壓向結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Pull and push direction frames of a modified leveramplification force standard machine

考慮到以上因素，本次設(shè)計改為下反力架的四立柱結(jié)構(gòu)(見圖 2)，上反力架為兩立柱結(jié)構(gòu)，既增加了下反力架的穩(wěn)定性，同時上反力架可以靈活升降，提高了檢測的便捷性。

2.2 無間隙拉頭

本研究在拉向空間內(nèi)增加了易拆式調(diào)心拉頭，因為在傳統(tǒng)的拉向空間中，拉頭經(jīng)反復(fù)使用后容易出現(xiàn)松動現(xiàn)象，通過增加易拆式調(diào)心拉頭裝置，拉頭與調(diào)心機構(gòu)一直處在無間隙狀態(tài)，為提高檢測拉向傳感器的精度打下了良好的基礎(chǔ)，同時易更換。通過方案改進，提高了拉頭的強度，使拉向力值在滿載狀態(tài)下，力值精度可達到0.03%以內(nèi)。

2.3 十字梁結(jié)構(gòu)的反力架上拉頭

拉壓空間重合后，將反力架上拉頭設(shè)計為十字梁結(jié)構(gòu)，從而減少了反力架連接機構(gòu)環(huán)節(jié)，有效地縮短了整機高度，提高了整機的穩(wěn)定性。

2.4 立六立柱平行交叉相連

傳統(tǒng)的杠桿式力標準機反力架與拉反力架十字交叉，安裝壓向傳感器時極為不便，有效空間也有限。改為立六立柱平行交叉相連結(jié)構(gòu)后，增加了有效空間，方便了高低溫箱的安裝。

3 結(jié) 論

設(shè)計出了雙空間反力架結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了在傳感器測檢過程中，無需更換反力架，實現(xiàn)了力值的準確傳遞，極大地提高了工作效率，為科學(xué)研究提供了精準的力值數(shù)據(jù)。該機構(gòu)通過應(yīng)用在 60,kN杠桿機上取得了較好的效果，杠桿式力標準機的精度一直保持在 0.03%以內(nèi)，同時檢測效率大幅提高，改進了以往送檢拉向傳感器工作效率低，以壓向數(shù)據(jù)為主等缺陷?！?/p>

［1］張學(xué)成，王海軍.杠桿式標準機與稱重傳感器試驗問題研究[J].衡器，2012(12)：11-18.

［2］周峰.杠桿力標準機結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)設(shè)計[J].大科技，2012(8)：375-376.

［3］張曉杰，厲巍，姜同敏.力標準機控制系統(tǒng)改進的設(shè)計[J].測控技術(shù)，2010(4)：51-55.