力學計量技術標準裝置的發(fā)展現(xiàn)狀探究

史永輝

滄州市計量測試所 河北滄州 061001

力學計量技術是計量領域轉型的一種關鍵的測量方式。它主要通過機械手段測定物體的確切參數(shù)。力學計量技術在我國經(jīng)濟發(fā)展之中也展現(xiàn)著關鍵作用。隨著時代的發(fā)展和進步，對力學計量技術的要求越來越高，涉及的領域也越來越廣泛。因此，需要十分重視力學計量標準裝置技術水平的提高。在我國機械計量的發(fā)展過程之中，其主要形式是力學計量和量化敘述。通過力學計量，主要測量物體的振動、壓力、質量和流量等參數(shù)。經(jīng)過長期的發(fā)展，力學計量技術標準裝置也有多種類型，而力學計量技術標準裝置的發(fā)展現(xiàn)狀是本文的主要內(nèi)容。

1 力學計量技術標準裝置的種類及現(xiàn)狀

1.1 靜重式標準機

靜重標準機主要是以特定數(shù)據(jù)的加權功率當作標準力值，然后通過適當?shù)臋C構或編程程序構建測力儀之中的力值。這種裝置主要透過靜態(tài)重力基準來提升測量精度和穩(wěn)定性，可減少重力偵測的難度，確保重力偵測的順利進行，這也是靜重標準機的一個關鍵優(yōu)勢。靜重標準機主要是減少測量儀器的直接載荷，故又稱直接讀取標準機。裝置的受力值受到諸多因素的不確定度影響，這取決于裝置安裝地點加速度不確定度以及重量和氣密性的測量的不確定度。同時，其測量性能也隨器件結構和重量的變化而產(chǎn)生很多改變，測力值的不確定度為1×10-5。

1.2 杠桿式標準機

杠桿式標準機又稱杠桿式標準測力機。它主要是通過單級或混合不等臂杠桿系統(tǒng)，將已知的重量重力進一步的擴大，從而能夠獲得標準力值，并成功地運用于測驗的測力儀之上。杠桿式標準機的工作方式是利用杠桿原理對機械值展開檢測，設立標準桿，構建機械值偵測的目的。在該裝置的實際應用之中，偵測操作方法相對直觀，具體的偵測操作也能夠相對簡單的構建。但由于杠桿原理的限制，該裝置的檢測精度不如其他測量儀器那么高。與靜態(tài)重力標準機相對，這種杠桿式標準機在許多場合和范圍之內(nèi)獲得了更普遍的應用。在手動之上，由于其手動直觀、局限環(huán)境條件范圍大，該標準機已被廣泛應用于機械試驗，也是力學計量的關鍵設備類型。構建了力學計量的準確性和有效性，提升了效率。

1.3 液壓式標準機

液壓標準機的工作原理是帕斯卡原理。通過兩個不等面積非機械摩擦副塞缸，將已知重量重力擴大，獲得標準力值，并成功運用于測驗測功機之上。這種測量和偵測的應用價值非常靈活，可根據(jù)需要情形進行靈活的調整。常見的有2MN和5MN，其最小限量為20mn。在杠桿式標準機和靜重標準機之中，其運用受其方法的限制，而液壓標準機能更糟糕地符合實際需要，通過壓力測量，其應用范圍也比較普遍。在液壓標準機的應用之中，壓力測量是力學計量的關鍵。通過壓力測量精確地提升了力學計量的準確性和可靠性，這也是其廣泛應用的主要原因。

1.4 彈簧式標準機

彈簧式標準機的原理主要是彈性復雜元件在壓力作用之下的彈性形變大小，然后通過傳送縮小機構精確地表明被測壓力。該裝置的彈性元件間接影響裝置的壓力范圍和不確定度。彈性元件通常有膜片式、彈簧式和波紋管式，裝置的不確認度通常為1.3×10-1。

1.5 傳感式標準機

傳感器標準機是一種新型的力學計量標準裝置，主要透過力傳感器的標定方法來構建測量。更常用的傳感器類型包含正弦力法。該方法將被測傳感器設立在振動臺之上，利用適當?shù)恼駝优_，在傳感器之內(nèi)加裝質量塊。當裝置運行時，測量儀器進行正弦運動時，以牛頓第二定律為參照，根據(jù)F=ma的公式，a代表加速度，只需變更振蕩頻率，就可求解出有所不同頻率之下的正弦力。正弦力法的應用雖然有明顯的測量效果，但也有顯著的局限性，如果不測量力值，在運用該方法時應考量校準的不確定度。

1.6 疊加式標準機

疊加式標準機的測量方法主要使用相對比較測定形式，與其他絕對測量方法有所不同。應選取一組標準較低的儀器當作標準，并看到適當?shù)难b置。測力儀應與檢測測力儀串連或成堆相連。讀取時，使用液壓和機械兩種方式展開加載，并對數(shù)據(jù)展開比較和測量。在我國，500kN和1MN疊加標準機的受力值較小。該儀器測力值的不許確性與儀器的確切系列和疊加方式、儀器的確切性能指標和安裝質量緊密有關。力的誤差值為3×10-4。由于這一工具的復雜性和不確定性，其采用受限制，需予以簡化和改良。

2 標準裝置的改良與發(fā)展趨勢

2.1 設備自動化程度提高

在全新時期，新時代高速發(fā)展的背景下，信息技術水平也在不斷提升，這也為力學計量技術標準裝置的發(fā)展獲取了不錯的條件，力學計量技術標準裝置也歷經(jīng)不斷的探索和研究，逐步邁向自動化水平更高更全面的方向，裝置的自動化精確地提升了偵測的可靠性，增加了設備偵測的工作量，因此，機械精確地增進了力學計量標準裝置的現(xiàn)代化，提升了裝置的精度和適應性，構建了生產(chǎn)力的解放，這是今后力學計量標準裝置發(fā)展的方向和內(nèi)容。

2.2 裝置改進呈現(xiàn)動態(tài)化

動態(tài)研究是力學計量學發(fā)展的關鍵內(nèi)容。隨著力學測量技術的不斷轉型，力學測量技術的標準裝置也在不斷改進和改進，動態(tài)研究也逐漸受重視。另外，力學測量的靜態(tài)測量有很小的應用局限性，不能符合全新時代發(fā)展的需要。在現(xiàn)階段機械計量學的發(fā)展之中，其動態(tài)研究還不夠詳盡，在測量裝置之中的應用還不夠成熟。需要在動態(tài)化方面繼續(xù)投入時間和人力，繼續(xù)加強動態(tài)測量的研究，提升其測定的實用性。

3 結語

綜上所述，力學計量技術標準裝置是力學計量之中的關鍵設備。在全新的時代環(huán)境之下，力學計量技術標準裝置也在不斷轉型，并逐漸造成了許多裝置類型，以符合各種測量和測量的需要，并為了增進其更廣泛和更良好的應用，要掌握其發(fā)展方向，不斷完善儀器和探險，這也是力學計量發(fā)展的重點研究內(nèi)容。