家具力学检测中位移的精确测量

顾东兰

（通标标准技术服务（上海）有限公司，上海　200233）

家具力学检测中位移的精确测量

顾东兰

（通标标准技术服务（上海）有限公司，上海200233）

家具是人们日常生活中的重要用品，在家具生产的过程中，需要利用力学手段对家具进行检测判断其是否合格，尤其是在位移精确测量的项目中，更是考察家具质量的关键性因素之一，以往家具力学检测中位移的精确测量主要是利用钢卷尺、刻度尺、千分尺等工具，整体来说测量效果不佳，测量误差较大，因此，要结合实际的情况对家具精确测量方法进行不断的改进，全面提升家具力学检测中位移的精确测量效果。

家具力学检测位移精确测量现阶段，家具力学检测中位移的精确测量项目主要应用的测量原理有光栅式位移传感器、三角法测试技术、磁栅式位移传感器等三种，但是，在实际的使用中，却由于使用不当而产生一定的测量误差，因此，本文主要对这三种测量原理进行分析，并通过两个试验项目来对位移可信度低的问题进行分析。

1　家具力学检测中位移可信度低的问题分析

在进行家具力学检测中，主要面对的是板式家具、实木家具等木材家具，在实际的检测中发现位移可信度存在过低的问题，造成这方面的原因有很多，下面主要以家具力学检测中位移可信度低的问题进行试验分析，具体如下。

1.1对抽屉结构强度的试验

在木材家具中，抽屉是家具的重要结构之一，对抽屉结构强度的试验，主要是按照规定的力度在推拉构件的面板以及后板的内侧中部大约距离推拉构建20mm高的位置，按照规范要求缓慢的增加推拉力度［1］。按照这个流程对其进行20次试验，在第1次和第20次加载时，要根据相应的要求分别对面板以及后板的水平位移进行测量。本次试验中主要引用的条款为：GB/T 10357.5-2011的7.5.5条款，ISO7170-2005的7.5.5条款。

对本次试验位移可信度低的分析，主要引用GB/T 10357.3-2013、ISO7170-2005的力值范围：40～70N，重复次数为20次［2］。本次试验中家具主要应用的材料为中纤板，常用的四种厚度中纤板如下，同时，在本次的试验中，如果高度上受力均匀并且忽略高度为20mm加力影响的话，那么，针对本次试验中使用四种厚度中纤板20次求的平均值如下（如表1所示），本次弹性模量的依据主要根据GB/ T 17657-1999中的4.9条款对其进行测量的，并且也测得在70N下的应变量值，根据公式推算家具检测如表1。

如果是采用70N对其冲击一次的话，那么位移变化量大概为0. 003mm左右，如果再对其冲击20次的话，那么位移将会扩大至20倍左右，当然，如果等材料恢复性能之后实际达不到20倍，但从这个试验数据中可以清楚的看出抽屉结构精确测量中存在着误差。

1.2水平静载荷对精确测量误差的试验

水平静载荷试验方法如下：首先，要利用挡块将腿1和腿2进行固定，然后再向桌面上加载相应的平衡载荷。其次，根据相应的标准规定施加力，主要将其作用在桌面中心线一侧的点位上，并对其进行水平加力20次，而且要保证每次加力不能少于10秒［3］。在整个试验的过程中，要对第一次以及最后一次的加载和卸载位移值分别对其进行测量，这是对桌面上一个点位的位移测量，再利用同样的方法，分别取三个点，并对这个三个点进行同样的位移测量方式。其中主要引用的条款为：GB/T 10357.1-2013的5.1.2条款、ISO/DIS8019-1986。

通过以上的试验对家具力学检测中位移的精确测量误差进行分析，试验中主要采用的验证方法为：GB/T 10357.1-2013，并且力值范围为175-900 N，重复加载20次。在整个试验的过程中，虽然主材为木材家具，但是，由于木材质量以及性能上的差别，也使得在实际的测量过程中可能出现0-20mm的误差。在正常的试验中主要采用游标卡尺对其位移进行测量，但是，在实际的试验测量中发现，一旦撤去力之后，覆面板与连接件之间会存在惯性的作用，从而导致位移会随着时间的推移变小，因此，要确保位移测量精度的准确性，必须对位移进行瞬时测量，然而，游标卡尺在测量的过程中，是有一个较长时间的过程，从而导致对位移测量很难进行重复定位，致使位移测量出现误差。

表1　常用的四种厚度中纤板数据分析

表2　测量原理的适应性

2　家具力学检测中位移测量的原理

2.1利用光栅式位移传感器实施测量

光栅式位移传感器在家具力学检测中的应用，主要是通过光学原理来实现对位移的精确测量。在测量的过程中，首先要将信号作为一种数字脉冲的形式进行检测输出，然后再根据信息反馈装置接受数字脉冲的信号，从而对目标进行测量［4］。众所周知，光的速度极快，那么光栅式位移传感器利用光学原理也具有速度快的优势，另外，光栅式位移传感器的应用还具有精度高、检测范围大的特点，是当今家具力学检测中位移精确测量的重要方式之一。

2.2三角法测试技术

三角法测试技术是家具力学检测中位移测量的重要技术之一，三角法测试技术主要是运用激光的方式来实施测量的，是激光测试技术中的一种，相对来说三角法测试技术的应用较为广泛［5］。三角法测试技术运用的最大优势就是能够实现非接触的测量，相比于传统的人为精确测量方法来说，三角法测试技术的应用精确度要高很多，而且，该种位移检测技术也是当今应用极为广泛的一种测量技术。随着社会经济的不断发展，激光测量技术的发展也极为迅速，激光器、光电扫描技术、阵列型光电探测器则是利用激光测量技术的原理而研制的高新测量技术，相比于传统的测量方式来说，具有测量速度快、结构简单、灵活性高、处理能力强、精度高等优势，为家具力学检测位移中的精确测量工作创造更有利的测量条件。

2.3磁栅式位移传感器的测量

磁栅式位移传感器主要是利用录音技术与传感器原理的结合来完成的。磁性尺在录磁头上将间隔相等的磁波录制下来，再对这个磁性尺的波长进行分析，从而得出相应的距离，也可以将这个过程称之为录磁［6］。磁栅式位移传感器在运用的过程中，除了原理之外其他的都与光栅式位移传感器工作室的测量方法、特点以及传感器的结构等有很大的相似之处。

3　家具力学检测中位移精确测量原理的适用性

通过以上的分析，我们对三种家具力学位移测量原理有所了解，在实际的使用中，要根据实际的测量情况利用相应的测量技术，如果是按照GB/T 10357.1- GB/T 10357.7对其进行逐条分析的话，那么得出的结果是每种测量原理都有着不同之处，而且也会根据对家具力学位移精度测量原理的不同而有着不同的适应性（如表2所示）。

4　结语

综上所述，在对家具进行位移精度的检测过程中，参考的测量原理主要有光栅式位移传感器、三角法测试技术、磁栅式位移传感器等，当然，每种测量原理的差异性，也导致在不同测量项目中有着不同的适用性。通过以上对家具力学检测中位移的精确测量分析，作者主要利用两项试验方式来对家具力学位移测量误差进行分析，并结合自身对家具位移的精确测量原理的了解，主要从以上三方面测量原理展开分析，希望通过本文的分析，对提高家具力学检测中位移精确测量工作效率给予一定的帮助。

［1］徐卓，张亚池，张立.木制品常用木材弹性常数测定方法的研究［J］.家具，2013（03）.

［2］吴智慧，黄琼涛，徐伟.《家具表面软/硬质覆面材料剥离强度的测定》行业标准解读［J］.家具，2014（01）.

［3］古鸣.欧盟“床与床垫功能特性确定和评价标准的测试方法”标准解读［J］.家具，2014（06）.

［4］李田泽，赵艳雷，盛翠霞，赵云凤，暴敏，赵敬.双层侧向位置敏感探测器的畸变研究［J］.半导体光电，2012（06）.

［5］林隽颖，张成云.基于三角测量的三维激光扫描仪设计［J］.大学物理实验，2013（05）.

［6］邵先秀，陈国玉.光敏电阻在照相机电子快门的应用［J］.科技传播，2012（22）.