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力標準機的高精度是如何實現的以及它的普及能否意味著試驗機的趕超迭代

發布時間:2023-02-15 09:57:29    瀏覽次數:0
力標準機的高精度如何實現    它的普及能否意味著國產試驗機的趕超迭代

 關于力標準機的高精度以及近乎嚴苛的重復性問題,目前尚在攻關的朋友們對此眾說紛紜,而已經批量投放的朋友對此又諱莫如深。小編在此整理了“試驗機的構成及控制原理”和“力標準機的檢驗與校準”等基礎資料,望請廣大深藏不漏的專家師傅們參考討論:力標準機的高精度和重復值是如何實現的?技術上是否具備應用普及?假若實現大范圍推廣應用,是否意味著國產力學試驗機迎來了趕超迭代?

 

 

01
 
 
試驗機的構成及控制原理

 試驗機主要由硬件機體、信號采集裝置、驅動裝置以及控制裝置等部分組成。其工作原理是試驗機控制器驅動伺服控制器,控制電機運轉,經精密減速器減速后,絲杠帶動橫梁上下移動,從而實現對試件的動作過程,完成試樣力學性能試驗。在試驗過程中,安裝上面夾具頂部的力值傳感器由于受到拉壓作用力,試驗機傳感器彈性體上的由電阻應變片所組成的測量電橋失去平衡,從而產生一個弱小的不平衡電壓輸出,該電壓經過控制系統的力值調理電路調理后輸入控制器,經過芯片處理后得到作用力值。試驗過程中,由于電機驅動試驗機橫梁上下移動,將會使安裝在伺服電機驅動器上的編碼器運轉產生脈沖,脈沖信號處理后送入控制器,經過控制器處理后得到電機運轉的位移值。采集到位移值,力值最終通過上位機通信模塊傳輸到上位機,由上位機軟件處理成位移、力值曲線,并作出試樣壽命曲線,以及產生結果后的打印輸出報表等。

 

 

02
 
 
力標準機的檢驗與校準
 

一、主要分類

靜重式力標準機

以砝碼的重力作為標準力值,通過適當的機械系統,按預定順序自動、平穩地將標準力值直接施加到被檢定或校準的測力儀(或力傳感器)上的力標準機。

杠桿式力標準機

以砝碼的重力作為標準力值,經過按一定比例的杠桿機構放大后,按預定順序自動、平穩地將標準力值施加到被檢定或校準的測力儀(或力傳感器)上的力標準機。

液壓式力標準機

以砝碼的重力作為標準力值,經過按一定比例的兩組油缸活塞組成的液壓系統放大后,按預定順序自動、平穩地將標準力值施加到被檢定或校準的測力儀(或力傳感器)上的力標準機。

疊加式力標準機

用一個或一組(一般為三個)比被檢定或校準的測力儀準確度高的標準測力儀作為參考標準,與被檢定或校準的測力儀(或力傳感器)串聯,并采用機械或液壓系統施加標準力值的力標準機。

 

二、技術要求

1.環境與工作條件

在下列環境與工作條件下力標準機應能正常工作:

a)環境溫度為20℃±5℃,相對濕度不大于70%;

b)周圍無振動:

c)周圍無腐蝕性介質;

d)在穩固的基礎上安裝。

2.力標準機的放大比

杠桿式力標準機的放大比誤差的最大允許值為±0.01%。

液壓式力標準機的放大比誤差的最大允許值為±0.03%。

3.力標準機的鑒別力閾

(1)杠桿式力標準機:

a)最大力不大于100kN,空載鑒別力閾不應大于0.1N:

b)最大力大于100kN,空載鑒別力閾不應大于0.2N;

c)最大力鑒別力閾不應大于滿量程的0.003%。

(2)液壓式力標準機,初始力和最大力的鑒別力閾不應大于相應力的0.02%。

4.力標準機的安全要求

(1)力標準機的電氣設備應具備保護人身安全、防止電擊的能力應符合要求;電氣設備的保護接地電路的連續性絕緣電阻應符合要求。

(2)力標準機的限位安全裝置:

a)杠桿式、液壓式力標準機的砝碼托盤達到極限位置時,限位安全裝置應立即動作,使其停止移動;

b)杠桿式力標準機的主機絲杠達到極限位置時,限位安全裝置應立即動作,使其停止移動;

c)液壓式力標準機的工作活塞達到極限位置時,限位安全裝置應立即動作,使其停止移動。

(3)疊加式力標準機的力超過測量范圍最大容量的2%時,安全裝置應立即動作,自動停機。

5.力標準機的噪聲

力標準機工作時的噪聲不應超過70dB(A計權網絡)。

6.力標準機的其他要求

力標準機在加卸力的過程中不得有沖擊和顫動。

力標準機的電氣控制應靈活、可靠,數據測量和傳輸、計算、顯示與打印系統應準確無誤。

杠桿式力標準機的杠桿平衡指針擺動應靈活。鎖緊杠桿時平衡指針應對零。力標準機所施加的力全部卸除后,平衡指針應恢復零位。

液壓式力標準機的工作缸塞系統、測力缸塞系統及其傳動機構應運轉靈活,升降平穩,油泵和液壓系統應工作正常。顯示力值(或與力值成比例)的參考壓力表的指示應可靠。

疊加式力標準機應有定位裝置或標記,以便于固定各種部件之間的位置。

 

三、檢驗與校準方法

1.檢驗與校準條件

力標準機應在規定的條件下進行檢驗與校準。在檢驗與校準過程中,室溫波動不應超過1℃。

2.檢驗與校準用器具

檢驗用的標準儀器、量具和檢具如下:

a)符合規定的標準測力儀;

b) M2等標準砝碼;

c)2級聲級計一臺;

d)分度值不低于0.05mm/m的水平儀一臺;

e)鉛錘一套;

f)保護接地電路連續性測試儀、絕緣電阻測試儀;

g)用于檢驗力標準機砝碼的天平及相應的標準砝碼一套;

h)符合規定的同軸度檢驗棒一根。

3.力標準機水平度和同軸度的檢測

當以主機機座水平面為基準面時,用水平儀在機座的水平面上兩個相互垂直的方向測量機座的水平度;當以主機立柱圓柱面為基準面時,用水平儀在每根立柱的基準部位上兩個相互垂直的方向測量機座的水平度。

用水平儀在壓力試臺平面的中央縱橫兩個方向測量壓力試臺的水平度。對于杠桿式力標準機

應在平行和垂直干杠桿軸線的兩個方向測量:對干液樂式力標準機,測量時工作活寒應升到工作位置。

將檢驗棒裝入力標準機的主機上、下夾頭中,施加力標準機最大力5%的力,用水平儀在兩個相互垂直的方向上測量檢驗棒的垂直度。松開檢驗棒,將其旋轉90°,依照上述方法重復測量一次。

杠桿式力標準機鎖緊杠桿,用水平儀在平行和垂直干杠桿軸線的兩個方向測量杠桿的水平度。

當力標準機(疊加式力標準機除外)的砝碼托盤處于上下兩個極限位置時,用水平儀在砝碼托盤上兩個相互垂直的方向測量砝碼托盤的水平度。

當力標準機(疊加式力標準機除外)的砝碼托盤外于上下兩個極限位置時,用鉛錘測量吊掛與托盤的同軸度。

4.力標準機鑒別力閾的檢測

(1)杠桿式力標準機:

a)將杠桿調至平衡,在短臂端施加小砝碼,當平衡指針有明顯位移時,所加砝碼產生的重力即為力標準機空載鑒別力閾;

b)將標準測力儀安裝在力標準機上,施加力標準機的最大力。當標準測力儀輸出穩定時,在杠桿短臂端緩慢地施加小碼,直至標準測力儀輸出產生變化為止。所加砝碼產生的重力即為力標準機最大力鑒別力閾。

(2)液壓式力標準機:

a)將標準測儀安裝在力標準機上,施加力標準機的初始力。當標準測力儀輸出穩定時,在吊掛

上緩慢地施加小砝碼,直至標準測力儀輸出產生變化為止,所加砝碼產生的重力即為力標準機初始力鑒別力閾;

b)將標準測力儀安裝在力標準機上,施加力標準機的最大力。當標準測力儀輸出穩定時,在吊掛上緩慢地施加小砝碼.直至標準測力儀輸出產生變化為止,所加砝碼產生的重力即為力標準機最大力鑒別力閾。

對于有兩組測力缸塞系統的液壓式力標準機,應分別檢測其初始力鑒別力閾和最大力鑒別力閾。

疊加式力標準機,將標準測力儀安裝在力標準機上,施加力標準機的初始力。當標準測力儀輸出穩定時,緩慢施加微量九,直至力標準機的輸出至少應產生一個數字增量的變化為止,同時讀取標準測力儀的示值增量,該增量對應的九即為力標準機初始力鑒別力閾。

 

四、檢驗規則

1.出廠檢驗

出廠檢驗項目應為本標準的全部項目,并按規定的程序和方法進行出廠檢驗。對于出廠檢驗項目應逐項檢查,檢驗合格后方準許出廠。

2.型式檢驗

有下列情況之一時,應進行型式檢驗:

a)新產品試制或老產品轉廠生產的定型鑒定;

b)產品在結構、工藝或使用的材料及配套元器件有重大變更以致影響產品性能時;

c)產品長期停產后恢復生產時;

d)國家質量監督檢驗機構提出進行型式檢驗的要求時。

2.判定規則

對于出廠檢驗,每臺全部檢驗項目合格率達到100%方為合格。

對于型式檢驗,若檢驗后有1臺不合格,即判定該批產品為不合格批。

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