力学计量技术标准装置的问题及改善策略

摘 要 力学计量技术标准装置，是一种重要的计量装置，主要被广泛应用于量值传递与计量校准中，具有较强的积极效果。正是基于力学计量技术标准装置的重要性，再加上界内研究的特殊性与专业程度，也直接决定了该技术今后发展的主方向与趋势。以相关工程应用领域为例，通过该计量装置，有助于增强工程设备的实际控制能力。对此，笔者结合工作实际，简要阐述当前力学设备工程应用中存留的主要问题，并分析可循的改进方法。

关键词 力学计量技术；装置；计量校准

1 力学计量的概念及其标准装置发展现状

1.1 力学计量

力学计量实际上是力值的传递标准，在经过半个世纪的发展创新，目前一大批力基标准装置相继建立。与20世纪七八十年代不同，当时主要采用的是水银箱式和百分表式测力仪，准确度比较低。而随着力基标准装置的相继建立，再加之近些年技术结构与形式的优化，包括有静重式、杠杆式、液压式、叠加式等。与此同时，不断完善了相应的检定规程，以及优化了力值量传体系。

总之，明确力学计量的概念，对于今后做好该领域的研究及其新标准的优化改进，很有必要，将助推力学技术标准装置的发展。

1.2 力学技术标准装置的发展

就目前来看，常见的有四类。

静重式力基、标准机。所谓静重式力基、标准机，均以已知砝码的重力直接作为基、标准力值。第二，杠杆式力标准机。也被称之为杠杆式标准测力机。通俗点来理解，就是利用不等臂杠杆系统，将已知砝码的重力放大来计算得出标准力值。第三，液压式力基、标准机。该模式以帕斯卡原理为基础，并通过两个面积不等的无机械摩擦的缸塞副，将已知砝码的重力放大，继而测算出标准力值。与上述杠杆式一样，均可平稳地施加到被检定的测力仪上。叠加式力标准机。该情况与上述三种有很大不同，它并没有采用绝对测量的方法，而是使用一个标准相对较高的测力仪来作为标准[1]。

2 力学装置与设备常见问题与改善方法

如上，简要介绍了常见的四类力学技术标准装置。故此，本部分结合目前国内主要应用实际，以我单位强度试验中结构力学层面的常见故障，简要总结与分析。以上述介绍的第一种力学技术标准装置为例，同时它也是最常用的一种类型。在探讨关注方面，包括对于故障的处理过程与改进方法等。

2.1 力学设备常见问题

众所周知，力学设备装置属于高精密试验设备中的重要校准设备，对此设备 最棘手的问题是噪声故障，即由振动冲击产生的噪声故障，继而引发一系列问题。

结合实际来看，静重式力标准机主要就是以砝码的重力，来作为标准负荷，最后再通过负荷机架将作用力直接施加到被检测力仪上。通常情况下，在工程应用中，静重式砝码标准机都是利用少量的砝码来处理。譬如，常见的方式就是1，2，2，5，10的组合方式，或者1，1，2，5，10的组合方式。通过此，来实现等力值间隔逐级加、卸荷。如下述图1所示。

如上，其作用原理就是，先实现倒码力平衡控制，在倒码工作的过程中，伺服电动机驱动装有位置接近传感器。总体来看，虽然力标准机砝码主要就是机械控制系统驱动，或者液压控制，其并不受砝碼重力的影响。可是，在提升框架的过程中，比如提升砝码或者卸下砝码，都会影响升降速度。虽然这部分比较好控制，但也是最容易出现故障的地方。

与此同时，再加上整个力学装置架构比较复杂。尤其是直接涉及测试校准设备结构和液体管路等，所以，如果出现局部故障，根本无法在地面上予以故障复现。

除了上述情况外，再者就是计量装置本身结构遭到破坏。继续联系以上来看，设备内管路气体与减压器弹性元件耦合之下，会产生振荡，这是造成力学结构本身时常遭受损坏的主要原因。直接原因就是增压不够，所以造成测试校准设备提前终止运行。

2.2 改进方法

我国在该领域的控制与技术规范上，一直使用的都是膜盒式蓄压装备。在我单位强度及操控试验中，此类问题很常见。主要就是整个结构的不稳定性。

另外，对于因设备结构振荡造成的结构破坏问题现象，最有效的改进方法就是调节下游管路的频率与阻尼。在工程实际应用中，技术人员一般都是在产品减压腔内来增加阻尼孔板，借此来改变气动脉动的相位、频率等。

对于测试校准试验设备中安装件振动断裂的故障现象，上面也已经简要分析了。即设备在运行工作期间，即便发生了不良反应和故障，也无法及时有效的察觉。但是，可以通过加长振动时间与量级，来实时性的发现并解决[2]。

3 结束语

比如上述情况，对于故障的排除与分析，同时还需要力学计量仪器来检定。通过检定，来确定仪器是否在精度范围以内，并以此来进一步明确设备性能是否优良、相关装置质量是否过关等。继续联系本文研究实际，在力学计量中，无线通信系统的设计与硬件构成，更为重要。在此处，则需要利用无线通信模板，将仪器本身与传感器之间做好固定。在对于工程建设中的工作人员来说，可大幅改善既往所处的恶劣工作环境，使得检测人员的舒适度和安全性均得到大幅提升。

参考文献

[1] 郑红宇，李凤兰.浅析力学计量技术标准装置的发展现状[J].城市建设理论研究：电子版，2014，（31）：2019-2020.

[2] 高珅，郑辉，贾启珅.力学计量技术标准装置的现状与发展方向分析[J].产业与科技论坛，2017，16（13）：65-66.

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