郑 辉，张 涛，王 鹏

（天津市计量监督检测科学研究院，天津300192）

力标准机作为检定各种测力仪负荷特性的标准计量器具，是各级标准测力仪器中力值准确度最高的一种，它的各项性能指标决定了整个测力行业的准确度。杠杆式力值标准机是力学计量标准装置之一[1]，它是以砝码的重力作为标准负荷，经过一定的杠杆机构放大后按预定顺序自动平稳地加到被检测力仪上的力标准机。杠杆式力标准机往往容易得到更大的力值。

杠杆式力标准机在力值行业普遍使用，但其存在加载过程缓慢、杠杆配平复杂，工作效率低下等问题，本文提出全自动电动独立加码杠杆式力标准装置，提供一种全自动配平、独立加码、快速加荷，便捷校准的高准确度杠杆式力标准装置，旨在探索改进杠杆式力标准机的不足之处，从而对传统杠杆式力标准机进行结构上的突破，研制效率高、精度高、可靠性高、操作方便的小力值标准装置，有效解决小力值传感器的校准工作中的问题。

1 设计方案及工作原理

1.1 工作原理

杠杆式力标准机的原理同静重式力标准机的原理一致，也是根据力的动力学效应，直接利用已知质量砝码的重力来复现基准力值，将复现的力值通过一定的杠杆比进行放大。根据牛顿第二定律，并考虑空气浮力的影响，质量为m 的砝码在空气中的重力f 为

式中：g 为砝码所在地的重力加速度；ρα为砝码所在地的空气密度；ρω为砝码材料密度。

由于地球上固定地点的重力加速度是一个常数，对于确定的砝码质量，在空气密度和砝码材料密度不变的情况下，重力是固定不变的，重力是目前最准确的力源。……