一種新型工作測力儀檢定裝置的研制

范笑波

文章編號：2095-6835（2017）10-0127-02

摘 要：工作測力儀檢定裝置由標準測力儀及力值施加系統組成。該設備自動化程度高、檢定范圍廣、操作簡單，是一種最新的工作測力儀檢定裝置。對工作測力儀檢定規程中零點方位偏差的測量進行了研究，進一步提高了測力設備的數值準確性和穩定性。

關鍵詞：測力儀；檢定點；檢定規程；計量技術

中圖分類號：TH823 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.10.127

隨著社會和經濟的發展，也越來越多的工作測力儀投入使用，它可以統一規范工作測力儀的量值，可以使各使用工作測力儀的企業、事業單位的質量測量溯源至國家基準，為經濟和社會的發展提供保障。測力儀檢定裝置既方便使用，又兼具高效，可用于制造企業的生產過程產品質量檢驗和計量技術機構的檢定工作，具有非常重要的經濟和社會意義。

1 現有檢定設備的缺陷

由于工作測力儀種類繁多，不同類型的工作測力儀在檢定過程中，其工作狀態、使用方法都有差別，這就需要使用專門的設備或專用夾具才能完成檢定校準。對于計量檢定機構而言，這給檢定工作帶來了很大的困難和不便。此外，按照《工作測力儀檢定規程》（JJG 455—2000）第5.2條表3測力儀檢定項目中的規定，在測力儀首次檢定和后續檢定中都需要進行回零誤差或最大零點方位偏差的檢定，應按照5.2.2條b中的規定執行。但目前大部分的測力儀檢定設備都不能完成這一檢定項目，這對工作測力儀的檢定而言是不夠全面的。

鑒于此，本文設計了一種新的工作測力儀檢定裝置，兼顧了工作測力儀檢定規程中的大部分測力儀類型，同時，也能對測力儀的零點方位偏差進行測量。此裝置的研制與應用可以滿足比如汽車生產企業、機械制造企業和電梯生產企業的專用計量器具等的檢定，可為企事業單位的發展提供可靠的技術保障。

2 裝置的基本結構及組成

工作測力儀檢定裝置主要包括自動檢定裝置和手動檢定裝置。自動檢定部分可以完成對各類測力儀、測力環、軸力計等工作測力儀的檢定，通過控制面板和軟件系統的控制可以實現全自動檢測。手動檢定裝置配備S形標準測力傳感器和力值砝碼等，可以完成對管形測力計、張力計、推拉力計等各類工作測力儀的檢定校準。

2.1 自動檢定部分

自動檢定部分主要由標準測力傳感器、試驗力自動加卸載裝置、軟件控制系統等組成，裝置有3個不同量程的標準傳感器可供使用，檢測范圍從300 N～30 kN，傳感器如圖1所示。

自動加載系統可自動進行標準力值的分級自動加卸，可完成對測力計或測力環的檢定。

自動工作過程大致為：將工作測力儀放置在加載臺面上，通過手動轉動絲杠上下移動將測力儀與標準測力傳感器接觸上，同時進行試驗力的預加載，預加載力為500～600 N；預加載完成后，通過對控制面板的設置，可以對工作測力儀的進回程進行全自動檢定，檢定點可由用戶自行設置，最大可設置10個檢定點，當力值達到每個檢定點時，力值保持設定的時間，便于讀取示值；也可以設置手動檢定，按照需要的檢定點對測力儀進行個性化檢定，手動保持時間。

垂直測力檢定裝置由垂直測力支架、垂直測力固定板、S形標準測力傳感器等組成，裝置可完成各類推拉力計、管形測力計、皮帶張力計等工作測力儀設備的檢定，標準裝置可選用測力范圍1～1 000 N的高精度標準測力傳感器，精度0.1級。

工作測力儀檢定時，可根據其不同的結構將測力儀固定于測力框架內，管形測力計可將其掛在掛鉤上，推拉力計可固定于垂直測力固定板上，固定板上按照不同型號和廠家開有相應的固定安裝孔。根據測力計長短及工作需要，調節升降手輪，可改變標準測力儀的高度，用于匹配工作測力儀的檢定需要。工作測力儀連接完成后，可通過拉壓螺桿手動施加力值，標準測力儀的示值由液晶顯示屏顯示。通過與工作測力儀示值的比對，完成工作測力儀的檢定。整個裝置設計緊湊、使用方便、檢定效率高、成本較低。整個裝置的核心部件為垂直測力支架，其示意圖如圖2所示。

2.2.2 水平向拉力檢定裝置

按照《工作測力儀檢定規程》（JJG 455—2000）4.3中的要求，測力儀的示值指示裝置應有0點（或作為0點）的調節功能，調節范圍應大于由自帶附件重力引起的零點變化及不同工作方向引起的最大0點方位偏差。調0功能受限制的測力儀應由制造單位給出確定的工作方向，一般與檢定時受力方向一致。如果允許使用與檢定的方向不一致，制造商一般應給出測力儀垂直于檢定方向（或與檢定方向成180°）和使用時的最大0點方位偏差。由此可見，在實際使用中，0點方位偏差對于工作測力儀示值的準確性具有相當重要的影響，需要引起足夠的重視。且在5.2條的表3中也明確規定了工作測力儀在首次檢定和后續檢定中都需要進行回零誤差或最大0點方位偏差的檢定，其方法按照5.2.2條b中的規定執行。但在實際應用中，由于種種原因，目前，絕大多數工作測力儀檢定裝置都不能完成對0點方位偏差的檢定，這對工作測力儀的檢定而言是不完整、不全面的。

為了彌補這一不足，本裝置設計了水平向拉力機構，該裝置由夾緊機構、導向支架、水平角度定位裝置和吊掛機構組成，通過1個由導向滑輪和水平角度定位盤組成的導向支架系統改變工作測力儀的受力方向，從而達到水平向檢定和工作測力儀零點方位差測量的目的。在實際使用中，將工作測力儀放置于雙向夾緊裝置口內，旋轉夾緊手柄，固定好工作測力儀，使工作測力儀與鉗口與檔塊緊密接觸。通過調節高度調整螺母，使工作測力儀受力平面與拉鉤相互垂直。通過調節水平角度定位裝置，可以設置0°～90°的任意角度，再根據被測力值加減標準砝碼，根據所需要的角度，旋轉水平角度定位裝置至需要的角度位置，確定刻度值后，擰緊旋鈕，從而實現對工作測力儀任意角度的零點方位偏差的測量。同時，該裝置還可以完成對部分無法吊掛的工作測力儀的檢定。

3 結束語

綜上所述，多功能工作測力儀檢定裝置的研制及標定中需要專用的加載和標定設備。計量標準的主標準器及主要配套設備、環境條件都應符合工作測力儀檢定規程的要求，且主要計量特性、人員及管理制度等應符合要求。只有這樣，才可以開展材料試驗機檢測工作。本文設計了一種新的工作測力儀檢定裝置，雖仍有不足，但可為企事業單位的發展提供可靠的技術保障。

參考文獻

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[2]紀維磊.切向分載壓電測力儀研究[D].大連：大連理工大學，2015.

〔編輯：張思楠〕