一种静重式力标准机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种静重式力标准机，包括中心吊杆、固定梁、支撑板和转动的固定在固定梁与支撑板之间的丝杠，支撑板通过立柱与底座固定连接，丝杠上套接动横梁，中心吊杆底端穿过支撑板置于底座的上方，中心吊杆的径向设置托盘，中心吊杆上套设砝码，砝码与砝码加卸机构浮动连接，被测传感器安装在中心吊杆和动横梁之间，还包括检测装置，以进行力值修正。本实用新型专利技术所述的静重式力标准机通过检测装置实时检测，对试验结果进行修正，提高静重式力标准机的测量精度和工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种静重式力标准机
本技术涉及一种力标准机，尤其涉及一种静重式力标准机。
技术介绍
静重式力标准机是以砝码的重力作为标准负荷，通过适当的机构按预定顺序自动平稳地把负荷直接施加到被检测传感器上的力标准机，国际上自从建立力值标准开始，其力值溯源、量值传递一直采用静重式力标准机，砝码既是力源又给出了力值大小，特点是精度高，主要用于力值基准或高精度量传。然而静重式力标准机在使用过程中，由于砝码的重力因多种因素产生变化，而导致静重机产生测量误差，影响因素主要包括以下方面：1、温度、湿度、气压的变化导致空气浮力的变化，影响砝码对被检测传感器作用力的变化；2、承载动横梁水平度的变化导致砝码对被检测传感器的力值产生变化；3、砝码摆动时产生的向心加速度导致砝码对被检测传感器的力值产生变化。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种静重式力标准机，以解决
技术介绍
中提及的技术问题。为实现上述目的，本技术的一种静重式力标准机的具体技术方案如下：一种静重式力标准机，包括中心吊杆、固定梁、支撑板和转动的固定在固定梁与支撑板之间的丝杠，支撑板通过立柱与底座固定连接，丝杠上套接动横梁，中心吊杆底端穿过支撑板置于底座的上方，中心吊杆的径向设置托盘，中心吊杆上套设砝码，砝码与砝码加卸机构浮动连接，被测传感器安装在中心吊杆和动横梁之间，还包括检测装置，以进行力值修正。进一步的，所述检测装置包括设置在砝码周围的环境检测传感器，环境检测传感器包括温度传感器、湿度传感器和气压传感器，上述传感器固定在立柱上，环境检测传感器与控制器电连接。进一步的，所述环境检测传感器包括多组，每组环境检测传感器分布在砝码周边的不同位置，温度值、气压值、湿度值分别以多个对应传感器输出值的平均值参与修正。进一步的，所述检测装置还包括用于测量动横梁水平度的水平传感器，水平传感器设置在动横梁的边缘，水平传感器与控制器电连接，水平传感器采用二维加速度传感器，二维加速度传感器至少具有X、Y两个方向的信号输出。进一步的，所述检测装置还包括偏摆传感器，中心吊杆正下方的底座上同轴心线的设置限位块，限位块具有向上开口的限位槽，中心吊杆的底端伸入到限位槽内，偏摆传感器设置在限位槽的侧壁上，偏摆传感器与控制器电连接。进一步的，所述偏摆传感器包括多个，多个偏摆传感器均匀分布在中心吊杆的外周，偏摆传感器为无接触的位移传感器。进一步的，所述中心吊杆上从上到下依次设置多层托盘，与每层托盘相对的中心吊杆上套设砝码。进一步的，每层所述砝码的两端分别设置砝码加卸机构，砝码加卸机构包括用于支撑砝码的托起平台和用于驱动托起平台升降的驱动结构，砝码与托起平台浮动连接。进一步的，所述力标准机还包括反力架，反力架包括设置在动横梁上、下两侧的上支座和下支座、以及连接上支座和下支座的立杆，被测传感器固定在上支座和动横梁之间，下支座底面与中心吊杆顶端固定连接。本技术的一种静重式力标准机具有以下优点：本技术所述的静重式力标准机通过对环境温度、湿度、气压、以及动横梁的水平度、砝码摆动幅度进行实时检测，对试验结果进行实时修正，大大提高静重式力标准机的测量精度和工作效率。附图说明图1为本技术的力标准机的结构示意图；图2为本技术的力值修正方法的流程图。图中标号说明：1、机架；11、固定梁；12、丝杠；13、支撑板；14、底板；15、立柱；2、动横梁；3、反力架；31、上支座；32、立杆；33、下支座；4、中心吊杆；41、托盘；5、砝码；6、砝码加卸机构；61、托起平台；7、水平传感器；81、温度传感器；82、湿度传感器；83、气压传感器；9、偏摆传感器；10、控制器。具体实施方式为了更好地了解本技术的目的、结构及功能，下面结合附图，对本技术的一种静重式力标准机做进一步详细的描述。如图1所示，本技术的静重式力标准机，包括刚性机架1，机架1包括固定梁11和支撑板13，支撑板13顶面对称设置两根丝杠12，丝杠12顶端转动的固定在固定梁11上，两根丝杠12之间设有动横梁2，动横梁2与丝杠12通过螺套连接，使得动横梁2沿丝杠12做直线运动，支撑板13底面的四角处分别设置立柱15，立柱15的底端固定在底座14上。力标准机还包括反力架3，反力架3包括设置在动横梁2上方的上支座31和设置在动横梁2下方的下支座33，上支座31和下支座33之间设置立杆32，动横梁2上设置容纳立杆32的通孔，立杆32穿过上述通孔，立杆32的两端分别固定在上支座31和下支座33上，被测传感器安装在上支座31和动横梁2之间，下支座33底面的中心处与中心吊杆4顶端固定连接，中心吊杆4底端穿过支撑板13置于底座14的上方，中心吊杆4的侧壁上设置多个托盘41，如图1所示，中心吊杆4上从上到下依次设置四层托盘41，中心吊杆4上套设多层砝码5，砝码5与砝码加卸机构6浮动连接，砝码加卸机构6固定在立柱15上，用于控制砝码5的升起和降落。每层砝码5的两端分别设置砝码加卸机构6，砝码加卸机构6包括用于支撑砝码5的托起平台61和用于驱动托起平台61升降的驱动结构，砝码5与托起平台61浮动连接，驱动结构可为液压、气压或机械结构，如液压伸缩缸等。当托起平台61升起时，托起平台61托起砝码5，使得砝码5和托盘41分离；当托起平台61下降至托盘41下方时，砝码5和托起平台61分离，砝码5降落至托盘41上。为了精确检测被测传感器的力值大小，消除空气浮力对被测传感器的作用力的影响，力标准机还包括检测装置，检测装置包括设置在砝码5周围的环境检测传感器，环境检测传感器包括温度传感器81、湿度传感器82和气压传感器83，上述传感器固定在立柱15或底座14上，环境检测传感器与控制器10电连接，通过环境检测传感器获取砝码5周围环境的温度、湿度、压强等环境参数值，通过环境温度值查阅饱和水蒸气压力值与空气温度的关系确定饱和水蒸气压力，进而获取空气密度的数值。被测传感器的空气浮力造成的力值修正值ΔF为砝码5的重力值乘以空气密度与砝码5材料密度的比值，即：ΔF＝mg(ρa/ρw)其中，m为砝码5的质量，g为使用地的重力加速度，ρa为空气密度，ρw为砝码5材料的密度，ρw由材料加工时测量得到，因材料而定，视为常数。空气密度ρa由下式确定：其中，P为空气压力；为空气相对湿度；T为绝对温度；Pb为饱和水蒸气压力。由于不同位置的环境参数可能存在差别，环境检测传感器包括多组，每组环境检测传感器分布在砝码5周边的不同位置，如顶部砝码5和底部砝码5的周边，当设置多组环境检测传感器时，温度值、气压值、湿度值分别以多个对应传感器输出值的平均值参与修正。为了检测动横梁2的水平状态，检测装置还包括用于测量动横梁2水平度的水平传感器7，水平传感器7设置在动横梁2的边缘，水平传感器7与控制器10电连接，水平传感器7采用二维加速度传感器，二维加速度传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静重式力标准机，包括中心吊杆(4)、固定梁(11)、支撑板(13)和转动的固定在固定梁(11)与支撑板(13)之间的丝杠(12)，支撑板(13)通过立柱(15)与底座(14)固定连接，丝杠(12)上套接动横梁(2)，中心吊杆(4)底端穿过支撑板(13)置于底座(14)的上方，中心吊杆(4)的径向设置托盘(41)，中心吊杆(4)上套设砝码(5)，砝码(5)与砝码加卸机构(6)浮动连接，被测传感器安装在中心吊杆(4)和动横梁(2)之间，其特征在于，还包括检测装置，以进行力值修正。/n

【技术特征摘要】
1.一种静重式力标准机，包括中心吊杆(4)、固定梁(11)、支撑板(13)和转动的固定在固定梁(11)与支撑板(13)之间的丝杠(12)，支撑板(13)通过立柱(15)与底座(14)固定连接，丝杠(12)上套接动横梁(2)，中心吊杆(4)底端穿过支撑板(13)置于底座(14)的上方，中心吊杆(4)的径向设置托盘(41)，中心吊杆(4)上套设砝码(5)，砝码(5)与砝码加卸机构(6)浮动连接，被测传感器安装在中心吊杆(4)和动横梁(2)之间，其特征在于，还包括检测装置，以进行力值修正。


2.根据权利要求1所述的静重式力标准机，其特征在于，所述检测装置包括设置在砝码(5)周围的环境检测传感器，环境检测传感器包括温度传感器(81)、湿度传感器(82)和气压传感器(83)，上述传感器固定在立柱(15)或底座(14)上，环境检测传感器与控制器(10)电连接。


3.根据权利要求2所述的静重式力标准机，其特征在于，所述环境检测传感器包括多组，每组环境检测传感器分布在砝码(5)周边的不同位置，温度值、气压值、湿度值分别以多个对应传感器输出值的平均值参与修正。


4.根据权利要求2所述的静重式力标准机，其特征在于，所述检测装置还包括用于测量动横梁(2)水平度的水平传感器(7)，水平传感器(7)设置在动横梁(2)的边缘，水平传感器(7)与控制器(10)电连接。


5.根据权利要求4所述的静重式力标准机，其特征在于，所述水平传感器(7)采用二维加速度传感器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李时鑫，王鹏，郑辉，魏树龙，
申请(专利权)人：天津市计量监督检测科学研究院，
类型：新型
国别省市：天津;12