力学计量技术标准装置的现状

力学计量技术标准装置的现状

万祎,李伟健,刘艺涵

中车长春轨道客车股份有限公司  吉林省  长春市 130000

摘要：随着社会的发展，科技也在发展，力学计量的标准也在逐步发展。与以往的计量技术相比，如今的计量技术可谓是突飞猛进，信息处理技术、智能控制技术等高新技术已经开始运用到实际的力学计量之中。在计量学研究中，力学计量仪是发展较早、较为成熟的一个方面，对我国的经济发展具有举足轻重的影响。文章通过对力学计量技术规范设备的研究状况进行了探讨，并对其应用前景进行展望，以期对力学计量技术今后的应用有所裨益。

关键词：力学;计量技术;标准装置;发展现状

在力学发展初期，技术比较单一，仅靠力学计量来进行量化。然而，这种简单的力学计量，却对我国的经济和科技发展起着不可替代的作用，而且在实际生活中，无处不在，无处不在。力学计量技术是伴随着我国科学技术的飞速发展而发展起来的。现代的数字信息技术和图像处理技术极大地推动了力学计量技术的发展，为国家计量技术的精确计量提供了有力保障。在这个经济和科技飞速发展的时代，力学计量技术已发展出一套相对完整的计量系统，为未来科技发展提供有力支撑。本文通过对国内外最新计量技术的研究，分析了目前力学计量技术的发展状况，并对其发展趋势进行了全面分析。

1力学计量技术标准装置的发展现状

力学计量技术标准设备根据测试的内容而采用不同的设备。在力学计量系统中，杠杆的各种形式，静态、弹性、液压原理，干涉原理，多普勒效应以及压电等形式构成了不同的力学计量装置。

1.1静重式标准机

静态重量标准器是以指定的数据权量为基准，再由相关的机械装置或程序来实现。该设备主要采用静态重力地基，以提高计量的准确性和稳定性，减轻了计量的困难，确保了计量工作的顺利进行。由于采用了直接加载的方法，所以也叫直接加载标准机械。装置的受力不确定，其不确定度与装置安装现场的重力加速度、重量气密性计量不确定度有关。该仪器的计量特性与仪器的结构及稳定性相符，计量结果的不确定性可达到1x10-5。

1.2杠杆式标准机

杆式标准器也被称为标准杆秤。该方法主要采用单层或复合不等臂的杠杆体系，对已知的重力进行放大，从而获得标准力值，并将其用于实际测试中。杠杆式标准机的工作模式主要是通过杠杆原理来探测机械力，设定标准杠杆，从而达到对机械力的计量。在实际使用中，这种检测方法比较简便，且易于实现。但是，受杠杆原理的制约，计量精度不高。相对于静止重力标准机械，该杠杆式标准机械在很多方面的应用更加广泛。

1.3液压式标准机

液压标准机械按帕斯卡原理工作。利用两个不同区域的非机械摩擦对，对已知的重力进行放大，从而获得标准力值，并将其稳定地用于校验力计量仪。该计量方法具有很强的适应性，能够按要求设定一定的计量值。常用的数值为2 Mn、5 MN，最高可达20 MN。在杠杆型标准机和静态标准机中，由于各自的使用方式都有局限性，而采用液压标准机械则更能适应使用压力计量的实际需求。它的使用范围更广。压力计量是液压标准力学计量中的一个重要环节。由于采用了压力计量技术，使力学计量的精度性和可靠性得到了有效的改善，这也是力学计量技术得以推广的重要因素。

1.4弹簧式标准机

弹簧型标准机的工作原理是由弹性敏感部件在受压时产生的弹性变形，再由传动放大装置来实现计量压力的有效表征。该设备的弹性部件对设备的工作压力和设备的不确定性有很大的影响。它的弹性部件通常分为膜片式、弹簧式和波纹管式。设备的不确定性一般是1.3*10-1。

1.5传感式标准机

传感标准仪是力学计量中的一种新的计量仪器，它的计量是由测力元件的校准技术完成的。目前，最常见的是采用正弦拉力仪。该方案要求在振动平台上通过对应的振动平台来布置被计量的传感器，并在其上安装一个质点。在正弦波作用下，根据牛顿第二定理，用 F= ma的方程式，将 A表示为加速，只要调节振荡的频率，即可得到各频率的正弦力。尽管使用了正弦力法，其计量结果具有很好的计量精度，但其存在着很大的缺陷，即当计量的力量值超出了计量的极限时，会产生一些偏差。所以，在使用这种新的计量技术时，必须考虑到标定的不确定性。

1.6叠加式标准机

叠加标准机械的计量方式以相对比较为主，与其它绝对计量方式存在着明显差异。选用一套高水准的计量设备，并选用适当的设备，使其与检测设备相连接或堆叠。在使用载荷时，应该先通过水力和力学的方式来完成，再进行数据的对比和计量。目前国内已有500 KN、1 MN的标准堆装机，其力值比较大。这种装置的计量精度与其特殊的串联方式、堆叠方式、性能参数和设备的装配品质有着直接的关系，力值偏差是3x10-4。但由于本身的复杂和不稳定，应用也有一定的局限性，因此必须进行简化和完善。

2力学计量标准装置的发展趋势

随着新技术和新材料的不断发展，在实践中的运用，也推动了力学计量仪器的发展。目前，电子信息技术与数字信息处理技术已广泛地运用于此，本文将对力学计量设备的发展进行简要的阐述。

2.1有静态方向发展为动态方向

力学计量发展的一个重要趋势是向动态发展。在此发展中，不仅要从静态到动态的过渡，而且要提高计量精度。在计量技术的应用中，技术人员需要将新技术与计量技术结合起来，将信息处理技术作为力学计量技术中的重要组成部分，实现对计量结果的分析，是力学计量技术发展的重要内容和发展趋势。

2.2量限逐渐向两端进行延伸

由于受计量要求及使用环境等因素的制约，其计量范围也有一定的局限性。在当前的情况下，对计量设备两端的力值进行研究，是当前研究中的主要问题。以往的常规方法很难适应计量技术的发展，因此需要对两端的力值进行分析。

2.3力学计量装置计量的自动化

在机械化的时代，许多设备都已进入了自动化的阶段。力学计量设备的自动化也是今后力学计量发展的重要方向和内容。力学计量技术人员通过使用各种简便的计算机软件，实现了力学装置计量自动化。这样的力学计量设备，不但可以增加计量数据的准确性，而且节约了大量的人力和物力，能排除人为因素引起的差错或错误。从目前的情况来看，国内的力学计量设备在许多方面都已达到了高效率的自动化运行。

结束语

随着力学计量的发展，力学计量技术标准装置相继被开发，国内大量的量程宽、准确度高的力学计量标准设备相继被研发，如杠杆式标准机、静重机、液压标准机、叠式力标准机等力学计量技术标准设备的不断发展，我国大批的量程广、精度高的力学计量标准安装相继被研制，推动了我国力学计量技术标定装置的发展。

参考文献

[1]方剑.浅谈力学计量技术标准装置现状[J].活力，2013，（18）：51.

[2]张平，陈俊.浅析力学计量技术标准装置的发展现状[J].科技资讯，2014，（2）：217-219.

[3]伍卓亮.力学计量技术标准装置现状及发展趋势[J].沿海企业与科技，2009，（4）：19-20.

[4]曹彦，孟景华，尚芳，等.论计量技术人才的培养[J].黑龙江科学，2013，4（7）：90.

[5]甘承德.回忆计量科学技术工作者技术职称评定和计量技术工人等级工作[J].中国计量，2010，（11）：60-61.