探析力學(xué)計量管理與計量標(biāo)準(zhǔn)裝置現(xiàn)狀及發(fā)展

【摘 要】在力學(xué)計量工作中，進(jìn)行計量管理和標(biāo)準(zhǔn)裝置是至關(guān)重要的兩個方面，可以為力學(xué)計量工作提供重要的依據(jù)。從力學(xué)計量管理方面上看，需要采用科學(xué)的技術(shù)和手段，以達(dá)到計量的目標(biāo)。力學(xué)計量標(biāo)準(zhǔn)裝置的配置工作也需要專業(yè)的研究人員來完成。本文中，筆者主要對現(xiàn)如今的計量管理和計量標(biāo)準(zhǔn)裝置的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】力學(xué)計量管理；力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)裝置；現(xiàn)狀；發(fā)展

科學(xué)技術(shù)一直以來都受到人們的高度關(guān)注，計量本身的重要性就比較突出。近年來，研究人員對各種定理和定律進(jìn)行了深入研究，取得了突出的成績，而且從力學(xué)計量本身的特點(diǎn)上看，形成完整的力學(xué)計量體系是一種必然的趨勢。力學(xué)計量在農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及國防等相關(guān)的領(lǐng)域都有所應(yīng)用，劑量水平是影響國家科技和工業(yè)進(jìn)步的重要內(nèi)容。另外，計量水平也是社會發(fā)展的重要標(biāo)志。

1.力學(xué)計量管理

所謂的力學(xué)計量管理就是指國家的力學(xué)管理部門采用科學(xué)的手段和方法來進(jìn)行計量工作，并且保證計量結(jié)果的準(zhǔn)確性、客觀性和可靠性。

1.1計量管理的作用

計量管理工作進(jìn)行的最終目的就是要保證檢驗和測量結(jié)果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，為計量工作提供重要的依據(jù)。計量的范圍比較廣，但是其核心就是產(chǎn)品的質(zhì)量。第一，要對產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測。在這一過程中，主要是按照國家規(guī)定的相關(guān)計量方式來進(jìn)行，要將量值控制在科學(xué)的范圍內(nèi)。計量結(jié)果要想實(shí)現(xiàn)零誤差是無法實(shí)現(xiàn)的，但是要將誤差范圍限制在可控的范圍內(nèi)。第二，要建立健全標(biāo)準(zhǔn)的計量體系。要采用標(biāo)準(zhǔn)的計量儀器，接受法定計量機(jī)構(gòu)的量值傳遞和校準(zhǔn)。在內(nèi)部需要對計量設(shè)備進(jìn)行定期的檢查。對于計量工作人員的技能和操作水平都應(yīng)該加強(qiáng)重視。在實(shí)際的工作中進(jìn)行貫徹獎懲制度，發(fā)揮計量體系的作用。

1.2加強(qiáng)力學(xué)計量裝置管理

第一，做好計量裝置管理工作是促進(jìn)整個計量工作高效進(jìn)行的核心與關(guān)鍵。計量確認(rèn)體系主要包括計量管理，確認(rèn)以及文件管理等不同的部分。其中文件管理和計量制度的管理之間存在著一定的相似性。計量確認(rèn)工作就是要做好設(shè)備的校準(zhǔn)和檢測，對于故障部位要及時維修。計量確認(rèn)體系的建立就是將整個計量工作看成是一個完整性相對較強(qiáng)的系統(tǒng)。第二，操作人員要樹立溯源意識。從根本上看，溯源和量傳之間差異較大，溯源就是指通過連續(xù)的比較，使得測量結(jié)果和國家的計量基準(zhǔn)進(jìn)行連接。而量傳就是對計量器具的檢定，在計量器具的修理中，主要是將國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)融入到其中，實(shí)現(xiàn)量值的準(zhǔn)確性和一致性。溯源意識從某種程度上看是一一種滿足計量標(biāo)準(zhǔn)的愿望。在做好計量工作中，工作人員的溯源意識是至關(guān)重要的，是一種提供工作效率的動力之源。

2.力值計量標(biāo)準(zhǔn)裝置現(xiàn)狀

從國家力值計量和傳遞工作上看，力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)是最常見的高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。從其主要的構(gòu)成和形式山看，主要是以凈重、杠桿、液壓以及疊加式四種結(jié)構(gòu)。

2.1凈重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)

這種標(biāo)準(zhǔn)機(jī)主要是利用砝碼來實(shí)現(xiàn)重力值的復(fù)現(xiàn)，然后將重力值體現(xiàn)在檢測儀器上。在檢測的過程中，不能受到更多的外部干擾，否則就會嚴(yán)重地影響到計量的準(zhǔn)確度。凈重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)和其他形式的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)相比，檢測的準(zhǔn)確程度較高。由于力學(xué)檢測設(shè)計到的因素比較廣，還需要考慮到在檢測工作中所受到的浮力作用。具體來說，力值和砝碼的質(zhì)量以及安裝地點(diǎn)的重力加速度之間都存在著密切的關(guān)系。除此之外，檢測人員還需要將空氣密度以及砝碼材料的密度等因素考慮到其中。由于這種檢測方式所得到的結(jié)果比較精準(zhǔn)，因此，推廣程度比較高。這就在某種程度上提升了國家力值測量的準(zhǔn)確性。

2.2杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)

杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)采用單塊固定質(zhì)量的琺碼，通過改變琺碼在主杠桿橫梁上的位置，來改變杠桿比以達(dá)到施加不同大小載荷的這一力源技術(shù)方法，進(jìn)而將力值的精確控制轉(zhuǎn)化為對琺碼位置的精密控制。將已知琺碼的重力放大而得到標(biāo)準(zhǔn)力值，按順序?qū)⒘χ抵鸩郊虞d到被檢定的測力儀上。

每次加載后，因為被檢傳感器的變形會導(dǎo)致杠桿連接加荷部分的一端下降，主機(jī)通過底部的變速拉平機(jī)構(gòu)帶動反力架向下移動，使杠桿回復(fù)到水平狀態(tài)，同時控制系統(tǒng)對被測傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

2.3液壓式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)

液壓式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)是以帕斯卡原理為基礎(chǔ)設(shè)計制造的作用于封閉容器中的流體上的壓力不減弱地傳遞，井垂直作用在它所接觸的所有界面上作用于封閉液體的外力，以相等的壓力向密閉液體所接觸的容器或管道的表面?zhèn)鬟f。因而，在液壓式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的液壓系統(tǒng)中，作用于小面積的測力活塞上的標(biāo)準(zhǔn)琺碼的重力會在大面積的工作活塞上產(chǎn)生一個大的標(biāo)準(zhǔn)力值。

由于液壓式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的放大比遠(yuǎn)大杠桿式測力機(jī)，因而常用作大力值標(biāo)準(zhǔn)機(jī)但由于液壓介質(zhì)自身的特性和機(jī)械摩擦，液壓系統(tǒng)壓力傳遞會有滯后現(xiàn)象因此在液壓式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中快速響應(yīng)指標(biāo)和超調(diào)量指標(biāo)是相互矛盾的，目前我國正在研究和應(yīng)用自動控制來解決這一矛盾，使系統(tǒng)具有快速響應(yīng)和無超調(diào)的特性。

2.4疊加式力學(xué)計量標(biāo)準(zhǔn)裝置

這種力學(xué)測量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其主要的機(jī)理為：通過設(shè)定出一個較高的測力儀器，采用相應(yīng)的液壓或者機(jī)械方式進(jìn)行力值的測量，并且分析與對比出測試儀器的性能和指標(biāo)。此外，計量標(biāo)準(zhǔn)裝置的指標(biāo)大小以及測量裝置的質(zhì)量不對該力學(xué)計量裝置產(chǎn)生影響。

3.力學(xué)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)裝置發(fā)展趨勢

現(xiàn)階段，隨著新技術(shù)、新材料、新設(shè)備的快速發(fā)展，并在力學(xué)領(lǐng)域中得到了十分廣泛的應(yīng)用，當(dāng)前電子信息技術(shù)數(shù)字信息技術(shù)已經(jīng)成為了力學(xué)計量標(biāo)磚裝置未來主要的發(fā)展大方向，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

3.1量限向兩端延伸

由于力學(xué)計量裝置的測量范圍大小常常會受到測試要求以及周圍環(huán)境的影響，因此這就對力學(xué)計量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)裝置中力值大小設(shè)計提出了更高的要求，設(shè)計人員要將力值計量的研究與延伸作為重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)。

3.2由靜態(tài)向動態(tài)發(fā)展

目前，在現(xiàn)行的計量裝置發(fā)展過程中，應(yīng)該側(cè)重于以動態(tài)形式的力校準(zhǔn)來進(jìn)一步提高信號測定的精準(zhǔn)度，加大對信息處理技術(shù)的應(yīng)用，將其與力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)裝置更好的融合在一起，通過對動態(tài)信號進(jìn)行收集、整理和分析，從而準(zhǔn)確判斷出動態(tài)跟蹤信號的變化情況，這也是力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)裝置日后發(fā)展中的主要內(nèi)容。

3.3廣泛采用傳感技術(shù)和激光技術(shù)

相關(guān)設(shè)計人員在對力學(xué)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)該將傳感器技術(shù)與激光技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢融入其中。通過利用壓電效應(yīng)、多普勒效等原理的結(jié)合，充分發(fā)揮計算機(jī)技術(shù)的獨(dú)特有點(diǎn)，形成新型的傳感元器件，進(jìn)一步對傳感技術(shù)進(jìn)行改造與完善，從而有效提高力學(xué)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)裝置測試的專區(qū)惡性。其次，高效的激光技術(shù)還可以對不穩(wěn)定的動態(tài)信號進(jìn)行及時的調(diào)整與處理，充分保障了校準(zhǔn)的靈敏度。同時，將力值標(biāo)準(zhǔn)裝置與計算機(jī)技術(shù)形成一個良好的視窗風(fēng)格形式，這樣做的主要目的是為了避免因人為因素產(chǎn)生的誤差。因此，加快實(shí)現(xiàn)力學(xué)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)裝置自動化控制應(yīng)該成為力學(xué)研究領(lǐng)域中的發(fā)展方向之一。

4.總結(jié)

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展及檢測技術(shù)不斷提出新的要求，力學(xué)計量的正朝著高速化，低能耗提高檢測效率，降低檢測成本。機(jī)電液一體化機(jī)械電子液壓伺服系統(tǒng)相結(jié)合，具有廣泛的靈活性，響應(yīng)快、控制精度高的特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)化隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，自動控制從以往的集中式，句多元化分布發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的資源共享和管理。

【參考文獻(xiàn)】

[1]唐純謙.力值計量標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀及研究進(jìn)展[J].中國測試，2009（5）.

[2]高富英，陳明華，等.3MN疊加式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的研制[J].中國測試技術(shù)，2008，34（2）.

[3]楊曉偉.力學(xué)計量現(xiàn)狀及發(fā)展綜述[J].宇航計測技術(shù)，2008，28（4）：27-29.

[4]王萬禎，蘇仁權(quán)，王新堂.高強(qiáng)鋼刻痕桿常溫斷裂試驗[C].2010.