力学计量技术标准装置现状及发展探索

阮伟

百色市质量综合检验检测研究院 广西百色 533000

1 力学计量概述

在我国的力学计量发展中，其主要的形式有机械计量以及定量描述等，通过力学测量主要能够测量出物体的振动、压力、质量和流量等参数。在传统的力学计量技术中，主要使用水银箱式以及百分表式的计量装置，这些计量装置的精准度方面是存在不足的，随着不断的发展，我国逐渐建立1MN下的计量标准装置，并在此装置的基础上不断改进，实施了2MN、5MN和30MN计量标准装置，还制定出相关的法规以及检定的规程，从而提升了力学计量技术标准[1]。

2 力学计量技术标准装置的种类及应用

2.1 静重式标准机

静重式标准机主要是让具体的数据砝码动力当作标准力值，再通过相应的机构或已经编程完成的程序把力值实施于测力仪中，此类装置主要借助静重力基来实现测量准确性和稳定性的提升，能够对重力检测难度实现降低，并保证重力的检测工作能够顺利的进行，这也是静重式标准机具有的重要优势。静重式标准机主要通过直接进行负荷的增加，因此其也被称作直接加荷标准机，此装置力值具有不确定性，其不确定性取决砝码质量不确定、装置安装地点具有重力的加速度不确定以及砝码与空气密度测量的不确定度等。

2.2 杠杆式标准机

杠杆式标准机又被称作杠杆式标准测力机，主要是通过单级或者复式的不等式臂杠杆系统，把已知的砝码重力进行放大而获取标准力值，将其平稳的施加于被检定测力仪中。杠杆式标准机工作方式主要是借助杠杆原理来对力学数值进行检测，设置标准的杠杆，来实现力学数值检测的目的。在此装置的实际应用中，其检测操作的方法比较简单，实际检测也比较容易实现，但由于受到了杠杆原理限制，此装置检测的精度是比较低的。和静重力式标准机比较，这种杠杆式标准机应用的场合以及范围更加的广泛，且在操作中，此标准机因为操作比较简单，适用的环境条件也比较广泛，因此其在力学检测中得到了普遍的应用，也是力学计量重要的装置类型，对力学计量准确性以及有效性都实现了有效的提升

2.3 液压式标准机

液压式标准机的原理是帕斯卡原理，通过两个不等面积无机械性摩擦副塞缸，把已知的砝码重力放大获取标准的力值，将其平稳的施加于检定测力仪中，这种计量检测的应用值是十分灵活的，能够按照需要进行规定值设定，常用的包括2MN和5MN，且其最大的限度达到了20MN。在杠杆式标准机和静重式标准机中，其应用都是受到其方法一定限制，而液压式标准机能够更好地满足实际的需要，通过压力来进行测定，其应用范围也更为广泛。在液压式标准机应用中，压力测量是力学测量中的关键，通过压力测量也有效的提高了力学计量的准确性和可靠性，这也是其得到广泛应用的主要原因[2]。

2.4 传感式标准机

传感式标准机是一种新型的力学计量标准装置，其主要是借助力传感器的校准方法来实现计量的，比较常见的传感式包括正弦力法，在此方法下，需要借助相应的振动台，把被测的传感器设置在振动台内，且要将传感器内进行质量块的装设。在发生正弦的运动时，根据牛顿的第二定律作为参照，按照F=ma的公式进行计算，a代表加速度，只需要进行振动频率的调整，就可以把不同频率下的正弦力进行求解，尽管正弦力法的应用具有显著的测量效果，但其也具有明显的局限性，如果力值的大小不在测量的范围内，就会出现一定的误差，因此在此方法的应用中需要重点进行校准的不确定度考虑。

2.5 叠加式标准机

叠加式标准机测量的方法主要是运用相对比较性的测量形式，其和其它绝对测量的方法存在很大的不同，要选出一组较高标准测定的仪器当做标准，并找到合适装置，和实施检查测力仪进行串联或者叠质，施加负荷的时候通过液压方式以及机械方式进行，后再对其数据进行比较和测定。

3 力学计量标准装置的发展趋势

3.1 测量范围会更广

力学计量标准装置在对物体进行测量的过程中，计量范围受测量的要求和内容的限制影响，因此就肯定会对计量装置的使用有一定的影响。在以后的发展中，在计量标准装置的设计中，要对计量的范围的突破进行研究，以提升标准计量装置的实用性[3]。

3.2 走向动态化

力学的计量标准装置在进行信号输出的时候采用的是静态方式输出，若进行力学校准，以后的计量标准装置的设计要从静态向动态发展。在现实的计量过程中可以使用动态信号来收集处理，并把控信号的变化情况，以提高测量信号的准确度和可靠性，因此也是计量标准装置所研究的重点。

3.3 传感技术的强化

力学的计量标准装置在设计之前要注意强化传感技术在其中的应用，并且将此项技术和多普勒效应结合在一起，并且将计算机和信息技术的优势最大限度地发挥出来。然后再设计并开发出新的传感器，以此提升传感器标准装置的测量精度，另外，伴随着我国科学技术的发展，智能和自动化技术是每个领域进行技术改革的关键技术，因此，力学计量标准装置的相关研究也要往这个方向发展。

4 结语

综上所述，力学计量技术在当前社会中越来越被重视，并且计量技术的发展对社会发展具有促进作用，所以重视力学计量技术的研究发展是非常重要的。从上述文章看来，要将力学计量技术的作用应用到更广阔的范围领域内，就需要保证力学计量技术不断地发展，满足各种力学计量测量的需求，并且把我号力学计量的发展方向并且不断对装置进行改进和探索。