雙空間反力架技術在杠桿式力標準機上的應用

白學禮，王 鵬，鄭 輝

(天津市計量監督檢測科學研究院 天津 300192)

0 引 言

隨著科學技術的不斷發展，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)大多數為 20世紀六七十年代的老產品，產品的結構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，往往是以壓向的數據代替拉向，由此檢測的數據具有很多不確定性，而且效率較低。為此，經過系統分析，設計出拉壓雙向空間結構，應用在60,kN杠桿式力標準機上，并取得了較好的效果。

1 設計思路

隨著科學技術的發展，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 設計改進方案

2.1 四立柱結構的下反力架

傳統的杠桿式力標準機檢測空間形式為上下兩立柱結構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寬度的有效方向，且安裝高低溫箱時經常要將反架轉一定角度，給檢測帶來很大不便。

圖1 傳統杠桿式力標準機拉向及壓向結構圖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構圖Fig.2 Pull and push direction frames of a modified leveramplification force standard machine

考慮到以上因素，本次設計改為下反力架的四立柱結構(見圖 2)，上反力架為兩立柱結構，既增加了下反力架的穩定性，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增加了易拆式調心拉頭，因為在傳統的拉向空間中，拉頭經反復使用后容易出現松動現象，通過增加易拆式調心拉頭裝置，拉頭與調心機構一直處在無間隙狀態，為提高檢測拉向傳感器的精度打下了良好的基礎，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下，力值精度可達到0.03%以內。

2.3 十字梁結構的反力架上拉頭

拉壓空間重合后，將反力架上拉頭設計為十字梁結構，從而減少了反力架連接機構環節，有效地縮短了整機高度，提高了整機的穩定性。

2.4 立六立柱平行交叉相連

傳統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構后，增加了有效空間，方便了高低溫箱的安裝。

3 結 論

設計出了雙空間反力架結構，實現了在傳感器測檢過程中，無需更換反力架，實現了力值的準確傳遞，極大地提高了工作效率，為科學研究提供了精準的力值數據。該機構通過應用在 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，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，以壓向數據為主等缺陷。■

［1］張學成，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.杠桿力標準機結構及系統設計[J].大科技，2012(8)：375-376.

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