双空间反力架技术在杠杆式力标准机上的应用

白学礼，王 鹏，郑 辉

(天津市计量监督检测科学研究院 天津 300192)

0 引 言

随着科学技术的不断发展，对大量高精度传感器的检测工作提出了更高的要求。目前国家级、省级计量部门使用的杠杆机(60,kN以上)大多数为 20世纪六七十年代的老产品，产品的结构性能没有较大的改进。在检测传感器时，由于更换拉向的难度较大，对检测人员具有较高的技能要求，往往是以压向的数据代替拉向，由此检测的数据具有很多不确定性，而且效率较低。为此，经过系统分析，设计出拉压双向空间结构，应用在60,kN杠杆式力标准机上，并取得了较好的效果。

1 设计思路

随着科学技术的发展，对传感器检测工作提出了更多的要求，如蠕变测试、高低温箱测试、拉压双向传感器的性能测试等，都对杠杆式力标准机提出了新的要求。传统的杠杆式力标准机由于存在缺陷不能满足检测要求，为此，亟需设计出一种拉向双空间反力架，直接进行传感器各种性能的检测。

2 设计改进方案

2.1 四立柱结构的下反力架

传统的杠杆式力标准机检测空间形式为上下两立柱结构反力架与拉反力架十字交叉(见图1)，在压向空间处下反力架要占据宽度的有效方向，且安装高低温箱时经常要将反架转一定角度，给检测带来很大不便。

图1 传统杠杆式力标准机拉向及压向结构图Fig.1 Pull and push direction frames of a traditional lever-amplification force standard machine

图2 改型杠杆式力标准机拉向及压向结构图Fig.2 Pull and push direction frames of a modified leveramplification force standard machine

考虑到以上因素，本次设计改为下反力架的四立柱结构(见图 2)，上反力架为两立柱结构，既增加了下反力架的稳定性，同时上反力架可以灵活升降，提高了检测的便捷性。

2.2 无间隙拉头

本研究在拉向空间内增加了易拆式调心拉头，因为在传统的拉向空间中，拉头经反复使用后容易出现松动现象，通过增加易拆式调心拉头装置，拉头与调心机构一直处在无间隙状态，为提高检测拉向传感器的精度打下了良好的基础，同时易更换。通过方案改进，提高了拉头的强度，使拉向力值在满载状态下，力值精度可达到0.03%以内。

2.3 十字梁结构的反力架上拉头

拉压空间重合后，将反力架上拉头设计为十字梁结构，从而减少了反力架连接机构环节，有效地缩短了整机高度，提高了整机的稳定性。

2.4 立六立柱平行交叉相连

传统的杠杆式力标准机反力架与拉反力架十字交叉，安装压向传感器时极为不便，有效空间也有限。改为立六立柱平行交叉相连结构后，增加了有效空间，方便了高低温箱的安装。

3 结 论

设计出了双空间反力架结构，实现了在传感器测检过程中，无需更换反力架，实现了力值的准确传递，极大地提高了工作效率，为科学研究提供了精准的力值数据。该机构通过应用在 60,kN杠杆机上取得了较好的效果，杠杆式力标准机的精度一直保持在 0.03%以内，同时检测效率大幅提高，改进了以往送检拉向传感器工作效率低，以压向数据为主等缺陷。■

［1］张学成，王海军.杠杆式标准机与称重传感器试验问题研究[J].衡器，2012(12)：11-18.

［2］周峰.杠杆力标准机结构及系统设计[J].大科技，2012(8)：375-376.

［3］张晓杰，厉巍，姜同敏.力标准机控制系统改进的设计[J].测控技术，2010(4)：51-55.