專利名稱：用于電磁天平式小力值標準裝置的減碼配平機構(gòu)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于計量測試技術，涉及一種用于電磁天平式小力值標準裝置的減碼 配平機構(gòu)。
背景技術：
力值是力學計量領域的基礎量值之一。力值測量廣泛地應用于航空、航天、船舶、 兵器等國防科技領域，在民用工業(yè)如汽車工業(yè)等制造工業(yè)中也扮演著重要的角色。近些年 來，隨著納米計量和微納米機電系統(tǒng)等相關專業(yè)的快速發(fā)展，在其科研和生產(chǎn)中進行了大 量的小力值的測量，如納米硬度、薄膜機械性能測試、納米材料彈性模量測試等試驗過程 中，都需要對微小力值進行準確的測試，才能保證試驗結(jié)果的準確。在納米硬度的測量中， 其力值最大僅為10mN，在一些硅薄膜、復合硅薄膜等薄膜材料的機械性能測試過程中使用 的負荷傳感器，其量程范圍為0 4. 5N，其分辨率要達到0. 005N(5mN)，力值測量誤差一般 要求在1 %以內(nèi)。這么小的力值測量的準確與否直接影響著科研和生產(chǎn)過程，影響武器型號 的順利完成，這就對小力值的計量提出了新的更高的要求。目前常見的力標準裝置有靜重式結(jié)構(gòu)的力標準機、杠桿放大結(jié)構(gòu)的力標準機和液 壓放大結(jié)構(gòu)的力標準機。對于杠桿放大結(jié)構(gòu)的力標準機和液壓放大結(jié)構(gòu)的力標準機均適用 于較大力值校準。一般的杠桿式力標準裝置和液壓式力標準裝置在校準工作時均需要進行 配平，保持力標準裝置在未加載力值時加載端和砝碼端的平衡。配平主要是在砝碼端加重 物。這種方法主要是因為一般的杠桿式力標準裝置主要是對力值進行放大，在砝碼端配平 可以用較小的重量就使力標準裝置達到平衡。電磁天平式小力值標準裝置應用等臂杠桿，杠桿平衡的條件是兩端所受力值相 同。由于力值較小，等臂杠桿的靈敏度較普通的力標準裝置要高得多，更容易受到外力的影 響。如果采用傳統(tǒng)的配平方式，在砝碼端加配平物會對天平帶來一定干擾，更重要的是天平 的靈敏度和不加配重物時發(fā)生了變化，破壞天平的靈敏度，影響了小力值標準裝置的準確度。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于電磁天平式小力值標準裝置的減碼配平機構(gòu)。 本實用新型的技術解決方案是，機構(gòu)由旋鈕、減碼桿、橫梁、減碼軸、減碼桿安裝軸、凸輪組、 砝碼組組成，減碼桿安裝軸和減碼軸的兩端安裝在兩個固定梁上，減碼桿安裝在減碼桿安 裝軸上，旋鈕安裝在減碼軸的一端，凸輪組套裝在減碼軸上，減碼桿靠在凸輪組上，砝碼組 掛裝在減碼桿上，橫梁固定在電磁天平式小力值標準裝置的杠桿上。所述減碼軸與減碼桿安裝軸為1 3根，每根減碼桿安裝軸上的減碼桿交錯放置。本實用新型具有的優(yōu)點和有益效果用于電磁天平式小力值標準裝置的減碼配平機構(gòu)可以由多組砝碼和多組減碼桿 組成。當被校的傳感器置于電磁天平式小力值標準裝置后，杠桿會失去平衡，此時撤除與傳感器質(zhì)量相同的配平砝 碼后再打開天平，即可重新恢復杠桿的平衡。這種配平方式保證了 在測試不同質(zhì)量傳感器的情況下，小力值標準裝置的杠桿的質(zhì)量是保持不變的，因此天平 的靈敏度不會發(fā)生變化，保證了小力值標準裝置的準確度。本實用新型改善了被測傳感器零點調(diào)試過程的繁瑣、無規(guī)律及手動加減配衡砝碼 給天平帶來的干擾現(xiàn)象，減少了配平所用的時間。同時操作過程中只需轉(zhuǎn)動旋鈕，操作更加 方便。這種配平方式既提高了效率，又保證了力臂杠桿的靈敏度，也使天平的準確度經(jīng)過長 時間的使用后不會有較大的變化。當不同型號、不同質(zhì)量的被測傳感器與本裝置連接時，可 通過減碼機構(gòu)迅速實現(xiàn)天平的平衡。

圖1是本實用新型用于電磁天平式小力值標準裝置的減碼配平機構(gòu)原理圖；圖2是本實用新型百克組、十克組、克組組成的配平機構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型減碼配平機構(gòu)橫梁示意圖；圖4是本實用新型十克組減碼配平機構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型克組減碼配平機構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作詳細說明。機構(gòu)由旋鈕1、減碼桿2、橫梁3、減碼軸 4、減碼桿安裝軸5、凸輪組6、砝碼組7、固定梁8組成，減碼桿安裝軸5和減碼軸4的兩端安 裝在兩個固定梁8上，減碼桿2安裝在減碼桿安裝軸5上，旋鈕1安裝在減碼軸4的一端， 凸輪組6套裝在減碼軸4上，減碼桿2靠在凸輪組6上，砝碼組7掛裝在減碼桿2上，橫梁 3固定在電磁天平式小力值標準裝置的杠桿上。所述減碼軸4與減碼桿安裝軸5為1 3根，每根減碼桿安裝軸上的減碼桿交錯放置。以主要由百克組、十克組和克組組成的配平機構(gòu)為例，如圖2所示。機構(gòu)由百克組 旋鈕1、百克組減碼桿2、橫梁3、百克組減碼軸4、百克組減碼桿安裝軸5、百克組凸輪組6、 百克組砝碼組7、固定梁8、十克組旋鈕9、十克組減碼桿10、十克組減碼軸11、十克組減碼 桿安裝軸12、十克組凸輪組13、十克組砝碼組14、克組旋鈕15、克組減碼桿16、克組減碼軸 17、克組減碼桿安裝軸18、克組凸輪組19、克組砝碼組20組成。百克組減碼桿安裝軸5和 百克組減碼軸4的兩端安裝在兩個固定梁8上，百克組減碼桿2安裝在百克組減碼桿安裝 軸5上，百克組旋鈕1安裝在百克組減碼軸4的一端，百克組凸輪組6套裝在百克組減碼軸 4上，百克組減碼桿2靠在百克組凸輪組6上，百克組砝碼組7掛裝在百克組減碼桿2上，橫 梁3固定在電磁天平式小力值標準裝置的杠桿上。十克組減碼桿安裝軸10和十克組減碼軸 11的兩端安裝在兩個固定梁8上，十克組減碼桿10安裝在十克組減碼桿安裝軸12上，十克 組旋鈕9安裝在十克組減碼軸11的一端，十克組凸輪組13套裝在十克組減碼軸11上，十 克組減碼桿10靠在十克組凸輪組13上，十克組砝碼組14掛裝在十克組減碼桿10上?？?組減碼桿安裝軸16和克組減碼軸17的兩端安裝在兩個固定梁8上，克組減碼桿16安裝在 克組減碼桿安裝軸18上，克組旋鈕15安裝在克組減碼軸16的一端，克組凸輪組19套裝在 克組減碼軸17上，克組減碼桿16靠在克組凸輪組19上，克組砝碼組20掛裝在克組減碼桿16上。 百克組減碼桿2、十克組減碼桿10、克組減碼桿16交錯放置。當不同型號、不同質(zhì)量的被測傳感器與本裝置連接時，杠桿的初始平衡被打破，所 以校準工作的第一步工作就是配平杠桿，也就是要實現(xiàn)天平在電磁測量范圍內(nèi)的平衡。在 校準中被校物需要先進行稱重，確定配平需要的調(diào)整塊質(zhì)量。但由于安裝過程中導線作用 在杠桿上的質(zhì)量不能實現(xiàn)準確測量，所以事先的稱重只能是粗略估計，需要在實際安放好 以后再進行細調(diào)。其它力標準裝置的配平方法是在杠桿的另一端添加同等質(zhì)量的配平物，但由于杠 桿靈敏度很高，不同的傳感器配平質(zhì)量有較大差別。所以調(diào)試過程非常繁瑣，無規(guī)律及手動 加減配衡砝碼給天平帶來的干擾現(xiàn)象。減碼配平機構(gòu)(見圖3)的砝碼共分為三組，分別用 來實現(xiàn)Ig 10g、10g IOOg以及IOOg Ikg范圍內(nèi)的初始質(zhì)量的配平，每一組都由十 個環(huán)狀掛碼組成，對稱分布在減碼橫梁的兩端。通過三個減碼旋鈕可以分別實現(xiàn)三組掛碼 的依次加掛或卸除，每次都是在減碼橫梁3的兩端同步進行加掛或卸除對稱分布的一對掛 碼。通過這種減碼方法，能夠快速平穩(wěn)的實現(xiàn)杠桿的初始配平。同時由于配衡砝碼設計在吊耳的受力中心線上，而且在刀口前后對稱分布，保證 在刀口與刀承的良好和穩(wěn)定接觸。因此，在操作時基本實現(xiàn)了平穩(wěn)加載，不致對天平造成外 力干擾，有利保證杠桿的穩(wěn)定和天平的測量準確度。
權(quán)利要求1.用于電磁天平式小力值標準裝置的減碼配平機構(gòu)，其特征是，機構(gòu)由旋鈕、減碼桿、 橫梁、減碼軸、減碼桿安裝軸、凸輪組、砝碼組組成，減碼桿安裝軸和減碼軸的兩端安裝在兩 個固定梁上，減碼桿安裝在減碼桿安裝軸上，旋鈕安裝在減碼軸的一端，凸輪組套裝在減碼 軸上，減碼桿靠在凸輪組上，砝碼組掛裝在減碼桿上，橫梁固定在電磁天平式小力值標準裝 置的杠桿上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的于電磁天平式小力值標準裝置的減碼配平機構(gòu)，其特征是， 所述減碼軸與減碼桿安裝軸為1 3根，每根減碼桿安裝軸上的減碼桿交錯放置。
專利摘要本實用新型屬于計量測試技術，涉及一種用于電磁天平式小力值標準裝置的減碼配平機構(gòu)。機構(gòu)由旋鈕、減碼桿、橫梁、減碼軸、減碼桿安裝軸、凸輪組、砝碼組組成，減碼桿安裝軸和減碼軸的兩端安裝在兩個固定梁上，減碼桿安裝在減碼桿安裝軸上，旋鈕安裝在減碼軸的一端，凸輪組套裝在減碼軸上，減碼桿靠在凸輪組上，砝碼組掛裝在減碼桿上，橫梁固定在電磁天平式小力值標準裝置的杠桿上。本實用新型改善了被測傳感器零點調(diào)試過程的繁瑣、無規(guī)律及手動加減配衡砝碼給天平帶來的干擾現(xiàn)象，減少了配平所用的時間。同時操作過程中只需轉(zhuǎn)動旋鈕，操作更加方便。
文檔編號G01L25/00GK201852674SQ20102063415
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者劉永錄, 秦海峰 申請人:中國航空工業(yè)集團公司北京長城計量測試技術研究所