叠加式力标准机产品设计特点

发布日期：2019-10-08 作者：点击：

针对叠加式力标准机对力值误差（进、回程）、方位误差的计算公式的特殊要求，进行了结构的特殊设计。

1、第一项特殊设计：施力点在整机的最顶端上置式柱塞油缸，上置式传感器。反力架的自重落在传感器上。保证了标准机的受力轴线永远同轴于重力轴线。

2、第二项特殊设计：无间隙反力架活塞升降完成拉压空间的调整，无受力基准的变更。

采用丝杠、螺母旋转来实现拉、压空间调整的称为有间隙反力架。直径100mm以上的螺旋副，其轴向、径向的配合间隙均不会小于1mm, 两个（或四个）螺旋副间隙的一致性很难得到保证。
  反力架不受力状态下，由于重力作用，螺旋副的间隙存在于丝杠螺纹的上端面。
  反力架受力时，第一步先克服上横梁的自重。此时，传感器的受力最大值为上横梁的重力值。第二步克服螺旋副的间隙。此时，传感器的受力值不再增加。第三步，间隙完全消除后，传感器可以连续受力。此时，螺旋副的间隙存在于丝杠螺纹的下端面。
受力空间的上、下压板的水平度是在不受力状态下调好的。此时，丝杠螺纹上端面受力。即:上、下压板水平的基准为丝杠螺纹的上端面。当第三步，传感器可以连续受力时，变成了丝杠螺纹的下端面受力。即:水平的基准变成了丝杠螺纹的下端面。
  水平基准的变化，由于螺纹螺距的误差及螺旋副间隙的误差，造成了原来已调试OK的水平失去了价值。如此这般:严重影响力值误差及方位误差。刚性反力架称为无间隙反力架，对于叠加式力标准机而言，不存在结构设计缺陷。

3、第三项特殊设计：正方形反力架底座、横梁采用整体正方形结构，消除了0°与180°方向和90°与270°方向的受力变形的不一致。叠加式力标准机反力架梁的长方形结构是个严重错误。

长方形梁的长度尺寸与宽度尺寸不一致，在反力架受力时，力臂不同导致了力（弯）矩不同。根据弯曲应力理论（伽利略创建），产生的挠度不同。即长度方向与宽度方向的受力变形不一致，导致了传感器在两个方向的受力不一致。

空间力系的三轴X、Y、Z三条轴线，X轴与Y轴是水平向的相互垂直的，Z轴是垂直受力轴线。两点受力的反力架为X轴线对称于O点的受力。Y轴没有受力。这是经典的简支梁模型。简支梁的受力变形就像X轴的下弦月。而Y轴的变形则要小的多。对于叠加式力标准机而言，0°与180°方位的受力变形是一个值；90°与270°方位的受力变形是一个值。但两个值是不一样的。从而严重影响了叠加式力标准机的力值误差及方位误差。

4、第四项特殊设计：采用单个传感器测力方式

德国GTM高精度的（00级C18，优于0.1%）单个负荷传感器进行测量，避免了三个传感器并联的受力同步问题。采用单个传感器测力与采用三个传感器并联测力有哪些优劣区别呢？

单个传感器测力的优点是:力值误差、重复性、方位误差等技术指标给力；缺点就是: 成本相对高。三个传感器并联测力的优点是: 成本相对低；缺点就是:由于三个传感器的受力同步问题，技术指标相对不太给力。

叠加力标准机