專利名稱：用于電磁天平式小力值標(biāo)準(zhǔn)裝置的減碼配平機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于計(jì)量測(cè)試技術(shù)，涉及一種用于電磁天平式小力值標(biāo)準(zhǔn)裝置的減碼 配平機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
力值是力學(xué)計(jì)量領(lǐng)域的基礎(chǔ)量值之一。力值測(cè)量廣泛地應(yīng)用于航空、航天、船舶、 兵器等國(guó)防科技領(lǐng)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(lái)，隨著納米計(jì)量和微納米機(jī)電系統(tǒng)等相關(guān)專業(yè)的快速發(fā)展，在其科研和生產(chǎn)中進(jìn)行了大 量的小力值的測(cè)量，如納米硬度、薄膜機(jī)械性能測(cè)試、納米材料彈性模量測(cè)試等試驗(yàn)過程 中，都需要對(duì)微小力值進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)試，才能保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確。在納米硬度的測(cè)量中， 其力值最大僅為10mN，在一些硅薄膜、復(fù)合硅薄膜等薄膜材料的機(jī)械性能測(cè)試過程中使用 的負(fù)荷傳感器，其量程范圍為0 4. 5N，其分辨率要達(dá)到0. 005N(5mN)，力值測(cè)量誤差一般 要求在1 %以內(nèi)。這么小的力值測(cè)量的準(zhǔn)確與否直接影響著科研和生產(chǎn)過程，影響武器型號(hào) 的順利完成，這就對(duì)小力值的計(jì)量提出了新的更高的要求。目前常見的力標(biāo)準(zhǔn)裝置有靜重式結(jié)構(gòu)的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)、杠桿放大結(jié)構(gòu)的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)和液 壓放大結(jié)構(gòu)的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)。對(duì)于杠桿放大結(jié)構(gòu)的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)和液壓放大結(jié)構(gòu)的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)均適用 于較大力值校準(zhǔn)。一般的杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)裝置和液壓式力標(biāo)準(zhǔn)裝置在校準(zhǔn)工作時(shí)均需要進(jìn)行 配平，保持力標(biāo)準(zhǔn)裝置在未加載力值時(shí)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?yàn)橐话愕母軛U式力標(biāo)準(zhǔn)裝置主要是對(duì)力值進(jìn)行放大，在砝碼端配平 可以用較小的重量就使力標(biāo)準(zhǔn)裝置達(dá)到平衡。電磁天平式小力值標(biāo)準(zhǔn)裝置應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(huì)對(duì)天平帶來(lái)一定干擾，更重要的是天平 的靈敏度和不加配重物時(shí)發(fā)生了變化，破壞天平的靈敏度，影響了小力值標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種用于電磁天平式小力值標(biāo)準(zhǔn)裝置的減碼配平機(jī)構(gòu)。 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，機(jī)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(cuò)放置。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果用于電磁天平式小力值標(biāo)準(zhǔn)裝置的減碼配平機(jī)構(gòu)可以由多組砝碼和多組減碼桿 組成。當(dāng)被校的傳感器置于電磁天平式小力值標(biāo)準(zhǔn)裝置后，杠桿會(huì)失去平衡，此時(shí)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(fù)杠桿的平衡。這種配平方式保證了 在測(cè)試不同質(zhì)量傳感器的情況下，小力值標(biāo)準(zhǔn)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(huì)發(fā)生變化，保證了小力值標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度。本實(shí)用新型改善了被測(cè)傳感器零點(diǎn)調(diào)試過程的繁瑣、無(wú)規(guī)律及手動(dòng)加減配衡砝碼 給天平帶來(lái)的干擾現(xiàn)象，減少了配平所用的時(shí)間。同時(shí)操作過程中只需轉(zhuǎn)動(dòng)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(zhǔn)確度經(jīng)過長(zhǎng) 時(shí)間的使用后不會(huì)有較大的變化。當(dāng)不同型號(hào)、不同質(zhì)量的被測(cè)傳感器與本裝置連接時(shí)，可 通過減碼機(jī)構(gòu)迅速實(shí)現(xiàn)天平的平衡。

圖1是本實(shí)用新型用于電磁天平式小力值標(biāo)準(zhǔn)裝置的減碼配平機(jī)構(gòu)原理圖；圖2是本實(shí)用新型百克組、十克組、克組組成的配平機(jī)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型減碼配平機(jī)構(gòu)橫梁示意圖；圖4是本實(shí)用新型十克組減碼配平機(jī)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型克組減碼配平機(jī)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說明。機(jī)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(cuò)放置。以主要由百克組、十克組和克組組成的配平機(jī)構(gòu)為例，如圖2所示。機(jī)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(gè)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(gè)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(cuò)放置。當(dāng)不同型號(hào)、不同質(zhì)量的被測(cè)傳感器與本裝置連接時(shí)，杠桿的初始平衡被打破，所 以校準(zhǔn)工作的第一步工作就是配平杠桿，也就是要實(shí)現(xiàn)天平在電磁測(cè)量范圍內(nèi)的平衡。在 校準(zhǔn)中被校物需要先進(jìn)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(dǎo)線作用 在杠桿上的質(zhì)量不能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量，所以事先的稱重只能是粗略估計(jì)，需要在實(shí)際安放好 以后再進(jìn)行細(xì)調(diào)。其它力標(biāo)準(zhǔn)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(wú)規(guī)律及手動(dòng) 加減配衡砝碼給天平帶來(lái)的干擾現(xiàn)象。減碼配平機(jī)構(gòu)(見圖3)的砝碼共分為三組，分別用 來(lái)實(shí)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(gè)環(huán)狀掛碼組成，對(duì)稱分布在減碼橫梁的兩端。通過三個(gè)減碼旋鈕可以分別實(shí)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(jìn)行加掛或卸除對(duì)稱分布的一對(duì)掛 碼。通過這種減碼方法，能夠快速平穩(wěn)的實(shí)現(xiàn)杠桿的初始配平。同時(shí)由于配衡砝碼設(shè)計(jì)在吊耳的受力中心線上，而且在刀口前后對(duì)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(shí)基本實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)加載，不致對(duì)天平造成外 力干擾，有利保證杠桿的穩(wěn)定和天平的測(cè)量準(zhǔn)確度。
權(quán)利要求1.用于電磁天平式小力值標(biāo)準(zhǔn)裝置的減碼配平機(jī)構(gòu)，其特征是，機(jī)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)裝置的減碼配平機(jī)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(cuò)放置。
專利摘要本實(shí)用新型屬于計(jì)量測(cè)試技術(shù)，涉及一種用于電磁天平式小力值標(biāo)準(zhǔn)裝置的減碼配平機(jī)構(gòu)。機(jī)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)裝置的杠桿上。本實(shí)用新型改善了被測(cè)傳感器零點(diǎn)調(diào)試過程的繁瑣、無(wú)規(guī)律及手動(dòng)加減配衡砝碼給天平帶來(lái)的干擾現(xiàn)象，減少了配平所用的時(shí)間。同時(shí)操作過程中只需轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕，操作更加方便。
文檔編號(hào)G01L25/00GK201852674SQ20102063415
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所