阮偉

百色市質(zhì)量綜合檢驗(yàn)檢測研究院 廣西百色 533000

1 力學(xué)計(jì)量概述

在我國的力學(xué)計(jì)量發(fā)展中，其主要的形式有機(jī)械計(jì)量以及定量描述等，通過力學(xué)測量主要能夠測量出物體的振動(dòng)、壓力、質(zhì)量和流量等參數(shù)。在傳統(tǒng)的力學(xué)計(jì)量技術(shù)中，主要使用水銀箱式以及百分表式的計(jì)量裝置，這些計(jì)量裝置的精準(zhǔn)度方面是存在不足的，隨著不斷的發(fā)展，我國逐漸建立1MN下的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，并在此裝置的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)，實(shí)施了2MN、5MN和30MN計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，還制定出相關(guān)的法規(guī)以及檢定的規(guī)程，從而提升了力學(xué)計(jì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[1]。

2 力學(xué)計(jì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)裝置的種類及應(yīng)用

2.1 靜重式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)

靜重式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)主要是讓具體的數(shù)據(jù)砝碼動(dòng)力當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)力值，再通過相應(yīng)的機(jī)構(gòu)或已經(jīng)編程完成的程序把力值實(shí)施于測力儀中，此類裝置主要借助靜重力基來實(shí)現(xiàn)測量準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的提升，能夠?qū)χ亓z測難度實(shí)現(xiàn)降低，并保證重力的檢測工作能夠順利的進(jìn)行，這也是靜重式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)具有的重要優(yōu)勢。靜重式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)主要通過直接進(jìn)行負(fù)荷的增加，因此其也被稱作直接加荷標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，此裝置力值具有不確定性，其不確定性取決砝碼質(zhì)量不確定、裝置安裝地點(diǎn)具有重力的加速度不確定以及砝碼與空氣密度測量的不確定度等。

2.2 杠桿式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)

杠桿式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)又被稱作杠桿式標(biāo)準(zhǔn)測力機(jī)，主要是通過單級或者復(fù)式的不等式臂杠桿系統(tǒng)，把已知的砝碼重力進(jìn)行放大而獲取標(biāo)準(zhǔn)力值，將其平穩(wěn)的施加于被檢定測力儀中。杠桿式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)工作方式主要是借助杠桿原理來對力學(xué)數(shù)值進(jìn)行檢測，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的杠桿，來實(shí)現(xiàn)力學(xué)數(shù)值檢測的目的。在此裝置的實(shí)際應(yīng)用中，其檢測操作的方法比較簡單，實(shí)際檢測也比較容易實(shí)現(xiàn)，但由于受到了杠桿原理限制，此裝置檢測的精度是比較低的。和靜重力式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)比較，這種杠桿式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)應(yīng)用的場合以及范圍更加的廣泛，且在操作中，此標(biāo)準(zhǔn)機(jī)因?yàn)椴僮鞅容^簡單，適用的環(huán)境條件也比較廣泛，因此其在力學(xué)檢測中得到了普遍的應(yīng)用，也是力學(xué)計(jì)量重要的裝置類型，對力學(xué)計(jì)量準(zhǔn)確性以及有效性都實(shí)現(xiàn)了有效的提升

2.3 液壓式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)

液壓式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的原理是帕斯卡原理，通過兩個(gè)不等面積無機(jī)械性摩擦副塞缸，把已知的砝碼重力放大獲取標(biāo)準(zhǔn)的力值，將其平穩(wěn)的施加于檢定測力儀中，這種計(jì)量檢測的應(yīng)用值是十分靈活的，能夠按照需要進(jìn)行規(guī)定值設(shè)定，常用的包括2MN和5MN，且其最大的限度達(dá)到了20MN。在杠桿式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)和靜重式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)中，其應(yīng)用都是受到其方法一定限制，而液壓式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)能夠更好地滿足實(shí)際的需要，通過壓力來進(jìn)行測定，其應(yīng)用范圍也更為廣泛。在液壓式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)應(yīng)用中，壓力測量是力學(xué)測量中的關(guān)鍵，通過壓力測量也有效的提高了力學(xué)計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性，這也是其得到廣泛應(yīng)用的主要原因[2]。

2.4 傳感式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)

傳感式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)是一種新型的力學(xué)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，其主要是借助力傳感器的校準(zhǔn)方法來實(shí)現(xiàn)計(jì)量的，比較常見的傳感式包括正弦力法，在此方法下，需要借助相應(yīng)的振動(dòng)臺(tái)，把被測的傳感器設(shè)置在振動(dòng)臺(tái)內(nèi)，且要將傳感器內(nèi)進(jìn)行質(zhì)量塊的裝設(shè)。在發(fā)生正弦的運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓的第二定律作為參照，按照F=ma的公式進(jìn)行計(jì)算，a代表加速度，只需要進(jìn)行振動(dòng)頻率的調(diào)整，就可以把不同頻率下的正弦力進(jìn)行求解，盡管正弦力法的應(yīng)用具有顯著的測量效果，但其也具有明顯的局限性，如果力值的大小不在測量的范圍內(nèi)，就會(huì)出現(xiàn)一定的誤差，因此在此方法的應(yīng)用中需要重點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)的不確定度考慮。

2.5 疊加式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)

疊加式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)測量的方法主要是運(yùn)用相對比較性的測量形式，其和其它絕對測量的方法存在很大的不同，要選出一組較高標(biāo)準(zhǔn)測定的儀器當(dāng)做標(biāo)準(zhǔn)，并找到合適裝置，和實(shí)施檢查測力儀進(jìn)行串聯(lián)或者疊質(zhì)，施加負(fù)荷的時(shí)候通過液壓方式以及機(jī)械方式進(jìn)行，后再對其數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和測定。

3 力學(xué)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的發(fā)展趨勢

3.1 測量范圍會(huì)更廣

力學(xué)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置在對物體進(jìn)行測量的過程中，計(jì)量范圍受測量的要求和內(nèi)容的限制影響，因此就肯定會(huì)對計(jì)量裝置的使用有一定的影響。在以后的發(fā)展中，在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的設(shè)計(jì)中，要對計(jì)量的范圍的突破進(jìn)行研究，以提升標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量裝置的實(shí)用性[3]。

3.2 走向動(dòng)態(tài)化

力學(xué)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置在進(jìn)行信號(hào)輸出的時(shí)候采用的是靜態(tài)方式輸出，若進(jìn)行力學(xué)校準(zhǔn)，以后的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的設(shè)計(jì)要從靜態(tài)向動(dòng)態(tài)發(fā)展。在現(xiàn)實(shí)的計(jì)量過程中可以使用動(dòng)態(tài)信號(hào)來收集處理，并把控信號(hào)的變化情況，以提高測量信號(hào)的準(zhǔn)確度和可靠性，因此也是計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置所研究的重點(diǎn)。

3.3 傳感技術(shù)的強(qiáng)化

力學(xué)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置在設(shè)計(jì)之前要注意強(qiáng)化傳感技術(shù)在其中的應(yīng)用，并且將此項(xiàng)技術(shù)和多普勒效應(yīng)結(jié)合在一起，并且將計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的優(yōu)勢最大限度地發(fā)揮出來。然后再設(shè)計(jì)并開發(fā)出新的傳感器，以此提升傳感器標(biāo)準(zhǔn)裝置的測量精度，另外，伴隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能和自動(dòng)化技術(shù)是每個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)改革的關(guān)鍵技術(shù)，因此，力學(xué)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的相關(guān)研究也要往這個(gè)方向發(fā)展。

4 結(jié)語

綜上所述，力學(xué)計(jì)量技術(shù)在當(dāng)前社會(huì)中越來越被重視，并且計(jì)量技術(shù)的發(fā)展對社會(huì)發(fā)展具有促進(jìn)作用，所以重視力學(xué)計(jì)量技術(shù)的研究發(fā)展是非常重要的。從上述文章看來，要將力學(xué)計(jì)量技術(shù)的作用應(yīng)用到更廣闊的范圍領(lǐng)域內(nèi)，就需要保證力學(xué)計(jì)量技術(shù)不斷地發(fā)展，滿足各種力學(xué)計(jì)量測量的需求，并且把我號(hào)力學(xué)計(jì)量的發(fā)展方向并且不斷對裝置進(jìn)行改進(jìn)和探索。