力学计量技术标准装置的发展现状探究

2020-11-27史永辉

商品与质量 2020年42期

史永辉

沧州市计量测试所河北沧州 061001

力学计量技术是计量领域转型的一种关键的测量方式。它主要通过机械手段测定物体的确切参数。力学计量技术在我国经济发展之中也展现着关键作用。随着时代的发展和进步，对力学计量技术的要求越来越高，涉及的领域也越来越广泛。因此，需要十分重视力学计量标准装置技术水平的提高。在我国机械计量的发展过程之中，其主要形式是力学计量和量化叙述。通过力学计量，主要测量物体的振动、压力、质量和流量等参数。经过长期的发展，力学计量技术标准装置也有多种类型，而力学计量技术标准装置的发展现状是本文的主要内容。

1 力学计量技术标准装置的种类及现状

1.1 静重式标准机

静重标准机主要是以特定数据的加权功率当作标准力值，然后通过适当的机构或编程程序构建测力仪之中的力值。这种装置主要透过静态重力基准来提升测量精度和稳定性，可减少重力侦测的难度，确保重力侦测的顺利进行，这也是静重标准机的一个关键优势。静重标准机主要是减少测量仪器的直接载荷，故又称直接读取标准机。装置的受力值受到诸多因素的不确定度影响，这取决于装置安装地点加速度不确定度以及重量和气密性的测量的不确定度。同时，其测量性能也随器件结构和重量的变化而产生很多改变，测力值的不确定度为1×10-5。

1.2 杠杆式标准机

杠杆式标准机又称杠杆式标准测力机。它主要是通过单级或混合不等臂杠杆系统，将已知的重量重力进一步的扩大，从而能够获得标准力值，并成功地运用于测验的测力仪之上。杠杆式标准机的工作方式是利用杠杆原理对机械值展开检测，设立标准杆，构建机械值侦测的目的。在该装置的实际应用之中，侦测操作方法相对直观，具体的侦测操作也能够相对简单的构建。但由于杠杆原理的限制，该装置的检测精度不如其他测量仪器那么高。与静态重力标准机相对，这种杠杆式标准机在许多场合和范围之内获得了更普遍的应用。在手动之上，由于其手动直观、局限环境条件范围大，该标准机已被广泛应用于机械试验，也是力学计量的关键设备类型。构建了力学计量的准确性和有效性，提升了效率。

1.3 液压式标准机

液压标准机的工作原理是帕斯卡原理。通过两个不等面积非机械摩擦副塞缸，将已知重量重力扩大，获得标准力值，并成功运用于测验测功机之上。这种测量和侦测的应用价值非常灵活，可根据需要情形进行灵活的调整。常见的有2MN和5MN，其最小限量为20mn。在杠杆式标准机和静重标准机之中，其运用受其方法的限制，而液压标准机能更糟糕地符合实际需要，通过压力测量，其应用范围也比较普遍。在液压标准机的应用之中，压力测量是力学计量的关键。通过压力测量精确地提升了力学计量的准确性和可靠性，这也是其广泛应用的主要原因。

1.4 弹簧式标准机

弹簧式标准机的原理主要是弹性复杂元件在压力作用之下的弹性形变大小，然后通过传送缩小机构精确地表明被测压力。该装置的弹性元件间接影响装置的压力范围和不确定度。弹性元件通常有膜片式、弹簧式和波纹管式，装置的不确认度通常为1.3×10-1。

1.5 传感式标准机

传感器标准机是一种新型的力学计量标准装置，主要透过力传感器的标定方法来构建测量。更常用的传感器类型包含正弦力法。该方法将被测传感器设立在振动台之上，利用适当的振动台，在传感器之内加装质量块。当装置运行时，测量仪器进行正弦运动时，以牛顿第二定律为参照，根据F=ma的公式，a代表加速度，只需变更振荡频率，就可求解出有所不同频率之下的正弦力。正弦力法的应用虽然有明显的测量效果，但也有显著的局限性，如果不测量力值，在运用该方法时应考量校准的不确定度。

1.6 叠加式标准机

叠加式标准机的测量方法主要使用相对比较测定形式，与其他绝对测量方法有所不同。应选取一组标准较低的仪器当作标准，并看到适当的装置。测力仪应与检测测力仪串连或成堆相连。读取时，使用液压和机械两种方式展开加载，并对数据展开比较和测量。在我国，500kN和1MN叠加标准机的受力值较小。该仪器测力值的不许确性与仪器的确切系列和叠加方式、仪器的确切性能指标和安装质量紧密有关。力的误差值为3×10-4。由于这一工具的复杂性和不确定性，其采用受限制，需予以简化和改良。

2 标准装置的改良与发展趋势

2.1 设备自动化程度提高

在全新时期，新时代高速发展的背景下，信息技术水平也在不断提升，这也为力学计量技术标准装置的发展获取了不错的条件，力学计量技术标准装置也历经不断的探索和研究，逐步迈向自动化水平更高更全面的方向，装置的自动化精确地提升了侦测的可靠性，增加了设备侦测的工作量，因此，机械精确地增进了力学计量标准装置的现代化，提升了装置的精度和适应性，构建了生产力的解放，这是今后力学计量标准装置发展的方向和内容。

2.2 装置改进呈现动态化

动态研究是力学计量学发展的关键内容。随着力学测量技术的不断转型，力学测量技术的标准装置也在不断改进和改进，动态研究也逐渐受重视。另外，力学测量的静态测量有很小的应用局限性，不能符合全新时代发展的需要。在现阶段机械计量学的发展之中，其动态研究还不够详尽，在测量装置之中的应用还不够成熟。需要在动态化方面继续投入时间和人力，继续加强动态测量的研究，提升其测定的实用性。