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.