加偶方式在扭矩标准装置中的应用研究

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

(3)施加力的方向要保持竖直也是-大难题 ，竖直向上力的施加本身就是-个难以精确实现的方法。

理想状态下 .装置的灵敏度为g/nPhA/Ll (1)式 中 ：gin--标 准装置所能识别 的最小质 量 ；横梁的质量： --横梁的质心距 ；A--标牌每格的长度 ：--装置的臂长；f--指针的长度。

对于-般的扭矩标准装置.当载重增加时 ，支撑刀的刀尖容易产生变形和磨损 .就产生了刀的曲率半径r，大大降低了装置的灵敏度与准确度。此时，装置的灵敏度变为g/nPhA/Ll(4MP)rA/LZ (2)式中：胁- 悬挂质量。

由此可见 .当存在曲率半径r时，载重 越大 ，装置所能识别的最小质量越大 .即灵敏度越校由表1可见 .在没有施加 向上的拉力F时 .随着载重的增加.装置的灵敏度不断下降。当载重增加到900g时 ，灵敏度下降了50倍 ，远不能满足要求。

3.力偶施加方式 的改进针对以上问题 .本文提出了新的改进方法 。即将竖直向上力的施力点放在刀口上方 .这样相当于在标准扭矩施加端的另-端施加向上 的力而力臂近似为零时的特殊情况 这种施力方式由于工艺条件和实物制作上的要求并不是过支撑点刀 口.所以力臂只能近似为零。为此 .实验人员对装置进行了负载平衡 ，即通过丝杠调节施力的方向来确保能够产生-个绝对的纯扭矩 .这样才能使施力方向上施力大小并不会产生扭矩的变化，从而保证 了测量扭矩大小的准确性。同时由于刀 口竖直向上施力分量的存在 。也使得刀口处摩擦不确定性减小 .量程范围显著增大 .准确度大幅上升 为了解决如何确定力臂是否为零 ，我们采用了动态试验方法来实现。当实验装置处于扭矩平衡后 ，缓慢地增加或减少所施加的拉力.根据扭矩是否变化(破坏原有平衡)，以及变化方向(增大或减小 )判断施力方向是否过刀 口.根据情况调整施力方向。通过实验达到了提高灵敏度 。减小不确定度的目的。

4.扭矩标准装置的灵敏度当施加向上的力肼 进行负载平衡后 .其灵敏度推导如下：TECHNOLOGY现代计量仪器与技(Mg)LcosflMLcosfl sin/3F(Sh1)sin (3)式 中： 施加向上的拉力绳索的长度 ； --拉力点与支撑点的距离： 施加的向上的力，为了计算方便 ，以质量的形式计算 ； 天平力臂偏转角度.tanflnA//： --绳索因力臂偏转而偏转的角度。

sin -OL-tanahsinfl/[Sh1(1-COs3)] (4)由式(3)和式(4)可推导出施加力F后装置的灵敏度为g/nPhA/LlF(Sh1)A/Ll[Shl(1-CO )] (5)因为扭矩标准装置在操作过程中要调平.即力臂最终要到水平状态 ， 近乎为零 ，故式(5)可写为g/nPhA/LlF(Sh1)ha/LIS (6)从式(6)可以看出，系统的灵敏度与所承受的悬挂质量无关 .即该装置可在大量程范围内进行精确的标准测量而不受悬挂质量的影响。

由式(2)和式(6)中关于所能识别的最小感量比较可知，当 (1h /S)<(4MP)r时，该系统的灵敏度有较大幅度的提升.由于施加力随着载重的增加不断表1 天平不同载重与施力方式时的灵敏度变化不同拉力方式下指针偏转格数悬挂质量无拉力F 拉力点 C 拉力点 B 拉力点A0 10o 93 83 6810 lo0 93 82 6820 99 92 82 6730 lo0 92 83 6740 98 92 81 6850 98 91 80 66l0o 98 90 80 6415O 97 89 78 6320o 94 87 77 6030o 90 85 74 5340o 82 82 69 4850o 73 78 65 42600 60 73 59 35700 42 67 51 2980 3l 63 45 239oo 2 59 39 181ooO 2 54 28 l4备注 本实验以 10mg作为质量感量2013.9中国计量 69，◆0、、。

技 术 TECHNOLOGY、 器量技术调整其大小，故装置的灵敏度呈下降趋势.如表1所示 但在实际的扭矩测量过程中.总是要将扭矩基准装置调平 ，此时 为零，由式(3)可知，拉力引入的扭矩为零.从而达到理想状态下的测量准确度根据表l数据可绘成如图1所示的曲线图 从图1可以看出，拉力点越靠近装置支撑点，即 ，越小.系统的灵敏度下降越慢本装置增加负载平衡系统成功解决了下列问题：在最终施力方向上没有引入新的扭矩.绝对测量准确度不变。

施力在刀口竖直方向上存在向上分量.减小了月口承受应力.降低了摩擦等不确定度刀口承力相对范围增大 .负载测量范围增大。

相对测量准确度上升三、结束语本研究创造性地采用了力偶施加方式 .在力臂和中心转轴之间使用特殊连接 .构成负载平衡系统.消除 J，因采用支撑轴承附加摩擦扭矩带来的不确定度分量 .显著减小r刀口承受的应力 .保证了在测量绝对准确度不变的情况下，测量范围的大幅度提高.并相对提高了扭矩标准准确度。目前.本文所述的具有MJ221 0-1 2C型班鬈堡末图1 系统灵敏度 变化 图负载平衡系统的新型扭矩模型已制作完成.并投入试用.测试数据准确可靠。试用结果显示，扭矩标准装置准确度得到了大幅提高.为该装置的进-步推广应用奠定了坚实的基础重庆市自然科学基金计划项目：扭矩机标准装置力偶方式施加标准扭矩的研究(CSTC，2010BB6332)。

作者单位王刚 龚迎昆 重庆市计量质量检测研究院、张翔宇 颜乃鹏 清华大学微电子所岛音速喷嘴式燃气表检验装置改进方案MJ2210-12C型音速喷嘴式燃气表检验装置是实现多表位全自动检定的设备.通过光电采集实现燃气表流量值采样.因为不同厂家生产的燃气表形状不同.光点所在高度也不相同 用于同-生产厂家的燃气表进行检定非常方便.但计量检定单位需要对不同厂家的燃气表进行检定.需要调整光点采集系统的位70 1 n， I 20i ∞口回字志 张金柱 蒋恒毅 秦剑置 该装置采用手动调节机械限位装置来实现光标位置的调整给工作带来很大的不便。因此需要改进。

-、音速喷嘴式燃气表检验装置的原理和构造音速喷嘴式燃气表检验装置的光电采集系统由单片机系统、气缸 、连杆、光电采集平台、光电采集器 、单线圈电磁阀、控制开关 、行程挡板构成。其工作过程