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        力學(xué)計(jì)量管理與計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

        2017-05-27 06:37:24劉彬
        魅力中國 2016年38期
        關(guān)鍵詞:現(xiàn)狀發(fā)展

        劉彬

        【摘要】科學(xué)技術(shù)一直以來都受到人們的高度關(guān)注,計(jì)量本身的重要性就比較突出。近年來,研究人員對各種定理和定律進(jìn)行了深入研究,取得了突出的成績,而且從力學(xué)計(jì)量本身的特點(diǎn)上看,形成完整的力學(xué)計(jì)量體系是一種必然的趨勢。力學(xué)計(jì)量在農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及國防等相關(guān)的領(lǐng)域都有所應(yīng)用,劑量水平是影響國家科技和工業(yè)進(jìn)步的重要內(nèi)容。另外,計(jì)量水平也是社會(huì)發(fā)展的重要標(biāo)志。

        【關(guān)鍵詞】力學(xué)計(jì)量管理;力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)裝置;現(xiàn)狀;發(fā)展

        在力學(xué)計(jì)量工作中,進(jìn)行計(jì)量管理和標(biāo)準(zhǔn)裝置是至關(guān)重要的兩個(gè)方面,可以為力學(xué)計(jì)量工作提供重要的依據(jù)。從力學(xué)計(jì)量管理方面上看,需要采用科學(xué)的技術(shù)和手段,以達(dá)到計(jì)量的目標(biāo)。力學(xué)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的配置工作也需要專業(yè)的研究人員來完成。本文中,筆者主要對現(xiàn)如今的計(jì)量管理和計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進(jìn)行分析,僅供參考。

        一、力學(xué)計(jì)量管理

        所謂的力學(xué)計(jì)量管理就是指國家的力學(xué)管理部門采用科學(xué)的手段和方法來進(jìn)行計(jì)量工作,并且保證計(jì)量結(jié)果的準(zhǔn)確性、客觀性和可靠性。

        1、計(jì)量管理的作用

        計(jì)量管理工作進(jìn)行的最終目的就是要保證檢驗(yàn)和測量結(jié)果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),為計(jì)量工作提供重要的依據(jù)。計(jì)量的范圍比較廣,但是其核心就是產(chǎn)品的質(zhì)量。第一,要對產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測。在這一過程中,主要是按照國家規(guī)定的相關(guān)計(jì)量方式來進(jìn)行,要將量值控制在科學(xué)的范圍內(nèi)。計(jì)量結(jié)果要想實(shí)現(xiàn)零誤差是無法實(shí)現(xiàn)的,但是要將誤差范圍限制在可控的范圍內(nèi)。第二,要建立健全標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量體系。要采用標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量儀器,接受法定計(jì)量機(jī)構(gòu)的量值傳遞和校準(zhǔn)。在內(nèi)部需要對計(jì)量設(shè)備進(jìn)行定期的檢查。對于計(jì)量工作人員的技能和操作水平都應(yīng)該加強(qiáng)重視。在實(shí)際的工作中進(jìn)行貫徹獎(jiǎng)懲制度,發(fā)揮計(jì)量體系的作用。

        2、加強(qiáng)力學(xué)計(jì)量裝置管理

        第一,做好計(jì)量裝置管理工作是促進(jìn)整個(gè)計(jì)量工作高效進(jìn)行的核心與關(guān)鍵。計(jì)量確認(rèn)體系主要包括計(jì)量管理,確認(rèn)以及文件管理等不同的部分。其中文件管理和計(jì)量制度的管理之間存在著一定的相似性。計(jì)量確認(rèn)工作就是要做好設(shè)備的校準(zhǔn)和檢測,對于故障部位要及時(shí)維修。計(jì)量確認(rèn)體系的建立就是將整個(gè)計(jì)量工作看成是一個(gè)完整性相對較強(qiáng)的系統(tǒng)。第二,操作人員要樹立溯源意識(shí)。從根本上看,溯源和量傳之間差異較大,溯源就是指通過連續(xù)的比較,使得測量結(jié)果和國家的計(jì)量基準(zhǔn)進(jìn)行連接。而量傳就是對計(jì)量器具的檢定,在計(jì)量器具的修理中,主要是將國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)融入到其中,實(shí)現(xiàn)量值的準(zhǔn)確性和一致性。溯源意識(shí)從某種程度上看是一一種滿足計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的愿望。在做好計(jì)量工作中,工作人員的溯源意識(shí)是至關(guān)重要的,是一種提供工作效率的動(dòng)力之源。

        二、力值計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置現(xiàn)狀

        從國家力值計(jì)量和傳遞工作上看,力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)是最常見的高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。從其主要的構(gòu)成和形式山看,主要是以凈重、杠桿、液壓以及疊加式四種結(jié)構(gòu)。

        1、凈重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)

        這種標(biāo)準(zhǔn)機(jī)主要是利用砝碼來實(shí)現(xiàn)重力值的復(fù)現(xiàn),然后將重力值體現(xiàn)在檢測儀器上。在檢測的過程中,不能受到更多的外部干擾,否則就會(huì)嚴(yán)重地影響到計(jì)量的準(zhǔn)確度。凈重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)和其他形式的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)相比,檢測的準(zhǔn)確程度較高。由于力學(xué)檢測設(shè)計(jì)到的因素比較廣,還需要考慮到在檢測工作中所受到的浮力作用。具體來說,力值和砝碼的質(zhì)量以及安裝地點(diǎn)的重力加速度之間都存在著密切的關(guān)系。除此之外,檢測人員還需要將空氣密度以及砝碼材料的密度等因素考慮到其中。由于這種檢測方式所得到的結(jié)果比較精準(zhǔn),因此,推廣程度比較高。這就在某種程度上提升了國家力值測量的準(zhǔn)確性。

        2、杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)

        杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)采用單塊固定質(zhì)量的琺碼,通過改變琺碼在主杠桿橫梁上的位置,來改變杠桿比以達(dá)到施加不同大小載荷的這一力源技術(shù)方法,進(jìn)而將力值的精確控制轉(zhuǎn)化為對琺碼位置的精密控制。將已知琺碼的重力放大而得到標(biāo)準(zhǔn)力值,按順序?qū)⒘χ抵鸩郊虞d到被檢定的測力儀上。

        每次加載后,因?yàn)楸粰z傳感器的變形會(huì)導(dǎo)致杠桿連接加荷部分的一端下降,主機(jī)通過底部的變速拉平機(jī)構(gòu)帶動(dòng)反力架向下移動(dòng),使杠桿回復(fù)到水平狀態(tài),同時(shí)控制系統(tǒng)對被測傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

        3、液壓式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)

        液壓式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)是以帕斯卡原理為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)制造的作用于封閉容器中的流體上的壓力不減弱地傳遞,井垂直作用在它所接觸的所有界面上作用于封閉液體的外力,以相等的壓力向密閉液體所接觸的容器或管道的表面?zhèn)鬟f。因而,在液壓式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的液壓系統(tǒng)中,作用于小面積的測力活塞上的標(biāo)準(zhǔn)琺碼的重力會(huì)在大面積的工作活塞上產(chǎn)生一個(gè)大的標(biāo)準(zhǔn)力值。

        由于液壓式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的放大比遠(yuǎn)大杠桿式測力機(jī),因而常用作大力值標(biāo)準(zhǔn)機(jī)但由于液壓介質(zhì)自身的特性和機(jī)械摩擦,液壓系統(tǒng)壓力傳遞會(huì)有滯后現(xiàn)象因此在液壓式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中快速響應(yīng)指標(biāo)和超調(diào)量指標(biāo)是相互矛盾的,目前我國正在研究和應(yīng)用自動(dòng)控制來解決這一矛盾,使系統(tǒng)具有快速響應(yīng)和無超調(diào)的特性。

        4、疊加式力學(xué)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置

        這種力學(xué)測量標(biāo)準(zhǔn)裝置,其主要的機(jī)理為:通過設(shè)定出一個(gè)較高的測力儀器,采用相應(yīng)的液壓或者機(jī)械方式進(jìn)行力值的測量,并且分析與對比出測試儀器的性能和指標(biāo)。此外,計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的指標(biāo)大小以及測量裝置的質(zhì)量不對該力學(xué)計(jì)量裝置產(chǎn)生影響。

        三、力學(xué)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)裝置發(fā)展趨勢

        現(xiàn)階段,隨著新技術(shù)、新材料、新設(shè)備的快速發(fā)展,并在力學(xué)領(lǐng)域中得到了十分廣泛的應(yīng)用,當(dāng)前電子信息技術(shù)數(shù)字信息技術(shù)已經(jīng)成為了力學(xué)計(jì)量標(biāo)磚裝置未來主要的發(fā)展大方向,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

        1、量限向兩端延伸

        由于力學(xué)計(jì)量裝置的測量范圍大小常常會(huì)受到測試要求以及周圍環(huán)境的影響,因此這就對力學(xué)計(jì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)裝置中力值大小設(shè)計(jì)提出了更高的要求,設(shè)計(jì)人員要將力值計(jì)量的研究與延伸作為重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)。

        2、由靜態(tài)向動(dòng)態(tài)發(fā)展

        目前,在現(xiàn)行的計(jì)量裝置發(fā)展過程中,應(yīng)該側(cè)重于以動(dòng)態(tài)形式的力校準(zhǔn)來進(jìn)一步提高信號(hào)測定的精準(zhǔn)度,加大對信息處理技術(shù)的應(yīng)用,將其與力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)裝置更好的融合在一起,通過對動(dòng)態(tài)信號(hào)進(jìn)行收集、整理和分析,從而準(zhǔn)確判斷出動(dòng)態(tài)跟蹤信號(hào)的變化情況,這也是力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)裝置日后發(fā)展中的主要內(nèi)容。

        3、廣泛采用傳感技術(shù)和激光技術(shù)

        相關(guān)設(shè)計(jì)人員在對力學(xué)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該將傳感器技術(shù)與激光技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢融入其中。通過利用壓電效應(yīng)、多普勒效等原理的結(jié)合,充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)的獨(dú)特有點(diǎn),形成新型的傳感元器件,進(jìn)一步對傳感技術(shù)進(jìn)行改造與完善,從而有效提高力學(xué)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)裝置測試的專區(qū)惡性。其次,高效的激光技術(shù)還可以對不穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)信號(hào)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整與處理,充分保障了校準(zhǔn)的靈敏度。同時(shí),將力值標(biāo)準(zhǔn)裝置與計(jì)算機(jī)技術(shù)形成一個(gè)良好的視窗風(fēng)格形式,這樣做的主要目的是為了避免因人為因素產(chǎn)生的誤差。因此,加快實(shí)現(xiàn)力學(xué)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)裝置自動(dòng)化控制應(yīng)該成為力學(xué)研究領(lǐng)域中的發(fā)展方向之一。

        四、總結(jié)

        隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展及檢測技術(shù)不斷提出新的要求,力學(xué)計(jì)量的正朝著高速化,低能耗提高檢測效率,降低檢測成本。機(jī)電液一體化機(jī)械電子液壓伺服系統(tǒng)相結(jié)合,具有廣泛的靈活性,響應(yīng)快、控制精度高的特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)化隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,自動(dòng)控制從以往的集中式,句多元化分布發(fā)展,以實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的資源共享和管理。

        參考文獻(xiàn)

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