獨立加杠桿式力標準機控制系統設計

杜文輝，趙寬教

（中國飛機強度研究所，陜西?西安?710065）

力標準機是力值計量的最高標準，也是強度試驗、力學測試的量值基礎，對我國國防建設起著重要的作用。獨立加碼杠桿式力標準機[1]是一種高效率、低成本、高精度的新型全自動杠桿式力標準機。該機采用新結構和新工作方式，利用優化組合的砝碼加載，每塊砝碼由獨立的電動馬達驅動機構實現快速平穩加卸；由PC機自動控制砝碼和各個工作機構的動作。適用于在力值計量領域，及各測力及力傳感器的生產中，作為一種實用的基準與標準設備應用。

1 工作原理及結構組成

1.1 電動獨立加碼原理

電動獨立加碼的原理[2]是通過單獨的驅動機構執行每一塊砝碼獨立加卸載動作，實現砝碼的單獨或同時加載或卸載，即運用電動機驅動凸輪機構使加卸砝碼的動作成為一個簡單的垂直直線運動。由電動機驅動凸輪機構轉動，帶動托架做升降運動，托架上放置砝碼。從而當托架升降時，砝碼隨之升降，實現砝碼往吊掛上的加卸動作。電動機驅動的凸輪機構具有最簡單的機械結構，從而使設備機械結構簡單化。加碼原理如圖1所示。

圖 1??加碼原理

1.2 結構組成

獨立加碼杠桿式力標準機系統包括機械結構及控制系統。其中，機械結構是實現檢測的機械裝置；控制系統是由微機為主控制器的控制裝置[3]。機械結構由砝碼、驅動機構、主機機架、杠桿、吊掛、防擺裝置和平衡砣等組成。

2 控制系統設計

2.1 控制系統構架設計

控制系統由伺服電機控制卡[4]、伺服電機驅動器、同步微電機、A/D轉換卡、PC主機、顯示儀表、平衡位移傳感器、手動控制盒、接近開關及限位開關等組成。……