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1 引言

力標準機用于稱重測力傳感器的檢定與校驗, 對傳感器進行非線性、遲滯、重復(fù)性、蠕變進行測試, 目前, 力標準機主要有靜重式、杠桿式、比對式 3 種結(jié)構(gòu)形式。靜重式力標準機直接利用標準砝碼在地球引力場中產(chǎn)生的重力來復(fù)現(xiàn)力值, 力標準機精度為 0. 01級, 基準力機可達到 01005 級。杠桿式力標準機是利用杠桿加力, 杠桿一端掛砝碼, 杠桿另一端產(chǎn)生與砝碼數(shù)值成比例的力值, 雖然也是用砝碼復(fù)現(xiàn)力值, 但是誤差經(jīng)過杠桿比例放大, 力標準機精度為 0. 05 級。比對式力標準機是將標準傳感器和被檢傳感器一起串聯(lián)在力標準機上, 通過機械形變產(chǎn)生標準力值, 利用標準傳感器檢測標準力值。國家計量檢定規(guī)程JJG753) 91 疊加式力標準機中最高精度級別為 0103級。

群控力標準機采用一臺上位機管理多臺下位機,設(shè)計了分布式主從控制方式, 總體并行, 局部分時異步處理, 解決了系統(tǒng)實時控制與測試的要求, 實現(xiàn)了測控自動化, 在國內(nèi)傳感器測試領(lǐng)域率先實現(xiàn)群控測試。

2 標準機簡介

群控靜重式力標準機的控制關(guān)鍵在各力標準機的切入是異步的、隨機的。同時, 測試過程要符合OIML 國際建議 No. 60 的要求, 即對傳感器的加載、卸載、數(shù)據(jù)采集、處理要在規(guī)定的時間內(nèi)完成。這就對測試系統(tǒng)的適時性提出了一定的要求, 即系統(tǒng)要保證對外來信息以足夠快的速度進行處理, 并在一定的時間內(nèi)作出響應(yīng), 而且系統(tǒng)應(yīng)能夠同時進行各種不同的操作。設(shè)計了分布式主從控制方式, 對多個任務(wù)實現(xiàn)總體上的實時并行, 局部分時異步的處理方法。主機負責對多臺下位機的控制、數(shù)據(jù)的接收處理、測試結(jié)果表格打印、誤差曲線繪制, 下位機是控制系統(tǒng)的核心, 負責多臺測試機全部控制的實現(xiàn), 它由可編程序控制器控制執(zhí)行元件實現(xiàn)對測試機加載、卸載、與主機的通訊。控制的實現(xiàn)有手動/ 自動方式。

比對式力標準機國家標準規(guī)定最高精度是 0. 03級,利用西門子 611.A 伺服驅(qū)動系統(tǒng)、大速比減速機和精密滾珠絲杠實現(xiàn)了nm 級微位移進給, 不考慮加荷速率,最小進給量可實現(xiàn)2 nm, 在滿足生產(chǎn)終端測試速度條件下, 實現(xiàn)了最小進給量 6 nm, 提高了設(shè)備力值的分

辨率, 力值的分辨率可達到 0101%, 使比對式力標準機精度達到 0. 01級, 高于疊加式力標準機國家標準規(guī)定。國內(nèi)外生產(chǎn)的疊加式力標準機進行蠕變測量是通過恢復(fù)間接測量的, 蠕變與恢復(fù)是有區(qū)別的。在比對式力標準機中首創(chuàng)了比對式力標準機蠕變測試方法, 解決了大量程傳感器生產(chǎn)過程中的蠕變測試問題。

應(yīng)變式傳感器補償裝置可同時解決生產(chǎn)中多只傳感器補償問題。裝置主要由高低溫試驗箱和靜重式力發(fā)生裝置構(gòu)成, 砝碼加、卸荷時間及蠕變測試滿足 OIML 國際建議 No160 及國家稱重傳感器檢定規(guī)程的要求。為了減小砝碼的加、卸荷時間, 保證砝碼升降移動的平穩(wěn)性和力標準機精度, 在對中機構(gòu)、砝碼結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向機構(gòu)、蠕變機構(gòu)等方面采用了關(guān)鍵技術(shù)措

施, 保證了技術(shù)性能。

3 結(jié)束語

目前, 沈陽儀表科學研究院研制的 HB5224 型力標準機已形成系列化產(chǎn)品, 量程為 60~ 100 t. 測試過程均符合 0IML 國際建議 No160 的要求。此外, 還研制出在一臺力標準機上兼容各量程測試要求的液壓比對式力標準機, 具有測量量程兼容模式、量程轉(zhuǎn)換方式、量程轉(zhuǎn)換力值控制的專利檢測技術(shù)。

參 考 文 獻

[ 1] 施漢謙. 電子秤技術(shù). 北京: 中國計量出版社, 1991.

[ 2] 馬良. 應(yīng)變電測與傳感技術(shù). 北京: 中國計量出版社, 1993.

[ 3] 唐文炳. 電子衡器使用手冊. 北京: 中國計量出版社, 1995.

[ 4] 鄭瑜平. 可編程控制器. 北京: 北京航空航天大學出版社, 1995.

[ 5] 王榮良. 計算機接口技術(shù). 北京: 電子工業(yè)出版社, 2003

 

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