专利名称：一种大量程范围的叠加式力标准机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种大量程范围的叠加式力标准机，应用于对各种称重传感器、力传感器、 测力仪的力学性能检测，属于力标准机领域。
背景技术：
1、叠加式力标准机现状
叠加式力标准机是是采用一个比被检定的测力仪准确度高的标准力传感器作为标准， 与被校准/检定的力传感器串联，以液压或机械方式加载的力标准机；由于其造价低廉、工作效率高，近些年已大量应用于各种称重传感器、力传感器、测力仪的力学性能检测。但是受限于标准力传感器的测量范围(一般为满量程的10% 100%)目前叠加式力标准机量程范围也只能与标准力传感器一致(满量程的10% 100%)。目前也有单位采用在一台叠加式力标准机上更换不同量程标准传感器的做法，如一台100吨的叠加式力标准机，当用于100吨检测时采用100吨标准传感器，当用于50吨检测时拆下100吨标准传感器，换上50吨标准传感器。这种方法也存在很大的问题，(1)还需配置多个标准传感器，增加成本。(2)更换标准传感器影响标准传感器的精度(按力标准机检定规程，更换标准传感器需要重新对力标准机检定)，且增加劳动强度。2、称重传感器、力传感器、测力仪的力学性能检测要求
称重传感器、力传感器、测力仪检测时需采用多点连续检测的方法，如一台100吨称重传感器，如采用5点检测，则需检测20吨、40吨、60吨、80吨、100吨，且必须在同一台测力机上连续完成，如采用10点检测，则需检测10吨、20吨、30吨、40吨、50吨、60吨、70 吨、80吨90吨、100吨。3、实验室叠加式力标准机配置
假设一个实验室要具备10吨、20吨、30吨、40吨、50吨、60吨、70吨、80吨、90吨、100 吨称重传感器的检测能力，根据上述叠加机的量程范围和称重传感器的检测要求，当采用5 点检测时至少需配置量程为20吨、50吨、100吨的3台叠加式力标准机；当采用10点检测时则需配置量程为10吨、20吨、30吨、40吨、50吨、60吨、70吨、80吨、90吨、100吨的10台叠加式力标准机。有基于此，申请人作出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种量程范围很大，生产成本低的叠加式力标准机。本发明为实现上述目的采取的技术方案如下
一种大量程范围的叠加式力标准机，其特征在于包括有第一检测单元和第二检测单元，所述的第一检测单元的量程上限与叠加式力标准机的量程上限一致，第一检测单元的量程下限与第二检测装单元的量程上限一致，第二检测装置的量程下限与叠加式力标准机的量程下限一致；所述的第一检测单元、第二检测单元的力输出方向一致，所述的被测传感器与第一检测单元、第二检测单元的受力轴线重合。进一步的设置在于所述的被测传感器测量点在第二检测单元的量程范围内时，第一检测单元不工作，第二检测单元工作，并通过第一检测单元传递受力，对被测传感器进行检测；所述的被测传感器测量点在第一检测单元的量程范围内时，第一检测单元和第二检测单元工作，由第一检测单元对被测传感器进行检测，第二检测单元则以其量程上限为标准保持压力。所述的第一检测单元包括主机框架、大量程测力油缸、大量程标准传感器、大量程标准传感器仪表，所述的第二检测单元包括反向器、小量程测力油缸、小量程标准传感器、 小量程标准传感器仪表，其中主机框架由主机框架底板，主机框架立柱，主机框架上梁组成，反向器由反向器下压板，反向器拉杆，反向器上压板组成，大量程测力油缸安装于主机框架底板上，大量程测力油缸不工作时与反向器下压板分离，工作时大量程测力油缸与反向器下压板结合；大量程标准传感器与主机框架或反向器相连，小量程测力油缸设置于主机框架上梁上，小量程标准传感器与小量程测力油缸、反向器上压板分别相连，反向器拉杆穿过主机框架上梁，使反向器与主机框架之间没有直接接触，被测传感器安装于反向器下压板上，伺服控制系统通过大量程标准传感器仪表、小量程标准传感器仪表、被测传感器仪表分别与大量程标准传感器、小量程标准传感器、被测传感器相连，伺服控制系统分别与大量程测力油缸、小量程测力油缸相连。大量程标准传感器安装于被测传感器的上方，大量程标准传感器与主机框架上梁相连。伺服控制系统至少为二通道输出，分别控制大量程测力油缸和小量程测力油缸， 当测量点在小量程标准传感器量程范围内时，伺服控制系统通过小量程标准传感器仪表以小量程标准传感器的输出为标准，控制小量程测力油缸的输出力，大量程测力油缸不工作， 但大量程标准传感器同时受力；
当测量点超过小量程标准传感器量程范围进入大量程标准传感器的量程范围内时，大量程测力油缸在伺服控制系统的控制下，通过大量程标准传感器仪表以大量程标准传感器的输出为标准开始工作，而小量程测力油缸则以小量程标准传感器的量程上限为标准保持压力。所述大量程标准传感器安装于被测传感器的下方，大量程标准传感器与反向器下压板相连。所述大量程标准传感器由三只传感器并联而成.
所述的第一检测单元包括主机框架、大量程测力油缸、大量程标准传感器、大量程标准传感器仪表，所述的第二检测单元包括反向器、小量程测力油缸、小量程标准传感器、小量程标准传感器仪表，其中主机框架由主机框架底板、主机框架立柱、主机框架中梁、主机框架上梁组成，反向器由反向器下压板、反向器拉杆、反向器中压板、反向器上压板组成，大量程测力油缸安装于主机框架上梁上，大量程测力油缸不工作时与反向器上压板分离，工作时大量程测力油缸与反向器上压板结合；大量程标准传感器安装于反向器下压板上，大量程标准传感器通过大量程标准传感器反向拉杆与主机框架底板相连，小量程测力油缸设置于主机框架中梁上，小量程标准传感器与小量程测力油缸、反向器中压板分别相连，反向器拉杆依次穿过主机框架中梁、上梁，使反向器与主机框架之间没有直接接触，被测传感器安装于主机框架底板上和反向拉杆之间用于拉向检测，或安装于大量程标准传感器与主机框架中梁之间用于压向检测，伺服控制系统通过大量程标准传感器仪表、小量程标准传感器仪表、被测传感器仪表分别与大量程标准传感器、小量程标准传感器、被测传感器相连，伺服控制系统分别与大量程测力油缸、小量程测力油缸相连。工作时，伺服控制系统根据工作需要分别控制小量程测力油缸和大量程测力油缸，由小量程标准传感器完成标准机的小量程段检测(如1% 10%量程)、大量程标准传感器完成标准机的大量程段检测(如10% 100%量程)，实现连续的完成标准机从1% 100% 量程的检测。本发明具有如下有益效果
1、本发明采用两组或两组以上标准传感器、测力油缸的组合，使传统的10% 100%量程的叠加式力标准机量程扩大到1% 100%量程，一台叠加式力标准机完成多台叠加式力标准机的功能，大大降低用户的生产成本。如前述的实验室要具备10吨、20吨、30吨、40吨、 50吨、60吨、70吨、80吨、90吨、100吨称重传感器的检测能力，10点检测，采用传统的叠加式力标准机需要配置10台，采用本发明则采用1台叠加式力标准机即可。2、本发明结构简单，生产成本低，适用范围广，易于实现批量化生产制以下结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。
图1本发明一种实施例的结构示意图。图2本发明多支传感器并联实施例的结构示意图。图3本发明拉压两用实施例的结构示意图。图中标号主机框架底板1-1，主机框架立柱1-2，主机框架上梁1-3，主机框架中梁1-4，反向器下压板2-1，反向器拉杆2-2，反向器上压板2-3，反向器中压板2-4，大量程测力油缸3、小量程测力油缸4、大量程标准传感器5-1、大量程标准传感器仪表5-2、小量程标准传感器6-1、小量程标准传感器仪表6-2、被测传感器7-1、被测传感器仪表7-2、伺服控制系统8，大量程标准传感器反向拉杆9。
具体实施例方式
实施例1
如图1所示，本发明的一种大量程范围的叠加式力标准机，包括主机框架1、反向器2、 大量程测力油缸3、小量程测力油缸4、大量程标准传感器5-1、大量程标准传感器仪表5-2、 小量程标准传感器6-1、小量程标准传感器仪表6-2、被测传感器7-1、被测传感器仪表7-2、 伺服控制系统8等组成。其中主机框架1由主机框架底板1-1，主机框架立柱1-2，主机框架上梁1-3组成，反向器2由反向器下压板2-1，反向器拉杆2-2，反向器上压板2-3组成。大量程测力油缸3安装于主机框架底板1-1上，被测传感器7-1安装于反向器下压板2-1上，大量程测力油缸3不工作时与反向器下压板2-1分离，工作时大量程测力油缸 3与反向器下压板2-1结合；大量程标准传感器5-1与主机框架1或反向器2相连(只与其中一个相连)，本实施例中，大量程标准传感器5-1安装于被测传感器7-1的上方，大量程标准传感器5-1与主机框架上梁1-3相连。小量程测力油缸4设置于主机框架上梁1-3上，小量程标准传感器6-1与小量程测力油缸4、反向器上压板2-3分别相连，反向器拉杆2-2穿过主机框架上梁1-3上设置的孔，使反向器2与主机框架1之间没有直接接触，
伺服控制系统8通过大量程标准传感器仪表5-2、小量程标准传感器仪表6-2、被测传感器仪表7-2分别与大量程标准传感器5-1、小量程标准传感器6-1、被测传感器7-1相连， 伺服控制系统8分别与大量程测力油缸3、小量程测力油缸4相连。本发明的工作过程如下
1、工作时，用户设定被测传感器7-1的测量点，当测量点在小量程标准传感器5-1量程范围内时，此时，大量程测力油缸3不工作，大量程测力油缸3与反向器下压板2-1脱开，伺服控制系统8通过小量程标准传感器仪表6-2以小量程标准传感器6-1的输出为标准，控制小量程测力油缸4的输出力，经反向器上压板2-3、拉缸2-2、反向器下压板2-1、被测传感器7-1，同时，传递至大量程标准传感器5-1受力，直至该小量程测力传感器6-1的力值与设定点一致，伺服控制系统8通过被测传感器仪表7-2记录被测传感器7-1的力值，然后进入下一点的检测。2、当测量点超过小量程标准传感器6-1量程范围进入大量程标准传感器5-1的量程范围内时，此时，大量程测力油缸3与反向器下压板2-1结合，大量程测力油缸3在伺服控制系统8的控制下，通过大量程标准传感器仪表5-2以大量程标准传感器5-1的输出为标准开始工作，而小量程测力油缸4则以小量程标准传感器6-1的量程上限为标准保持压力，从而保持检测过程的连续性，此时，反向器上压板2-3受到小量程测力油缸4的力的方向，与反向器下压板2-1受到大量程测力油缸3的力的方向一致，当大量程测力传感器5-1 的力值与设定点一致，伺服控制系统8通过被测传感器仪表7-2记录被测传感器7-1的力值，然后进入下一点的检测。回程检测则按上述过程的逆向进行，直至完成全部力值点的检测。实施例2
图2示出了本发明的另一种实施方式，在该实施例中，大量程标准传感器5-1由3只传感器并联组成，安装于反向器2的下压板2-1上，其工作实施方式与实施例1相同。实施例3
图3为本发明一种采用拉压两用结构的实施例，其与实施例1的区别在于主机框架1 增加了主机框架中梁1-4，反向器2增加了反向器中压板2-4，大量程标准传感器5-1上设置了一根大量程标准传感器反向拉杆9，小量程测力油缸4和大量程测力油缸3分别通过反向器中压板2-4和反向器上压板2-3施加力，但其测力原理与图1所示结构完全一致，而对被测传感器7-1拉向力的检测则通过设置于大量程传感器5-1的一根大量程标准传感器反向拉杆9实现，大量程测力传感器5-1与主机框架底板1-1之间为拉向试验空间，大量程测力传感器5-1与主机框架中梁1-4之间为压向空间。
权利要求
1.一种大量程范围的叠加式力标准机，其特征在于包括有第一检测单元和第二检测单元，所述的第一检测单元的量程上限与叠加式力标准机的量程上限一致，第一检测单元的量程下限与第二检测装单元的量程上限一致，第二检测装置的量程下限与叠加式力标准机的量程下限一致；所述的第一检测单元、第二检测单元的力输出方向一致，所述的被测传感器与第一检测单元、第二检测单元的受力轴线重合。
2.根据权利要求1所述的一种大量程范围的叠加式力标准机，其特征在于所述的被测传感器测量点在第二检测单元的量程范围内时，第一检测单元不工作，第二检测单元工作，并通过第一检测单元传递受力，对被测传感器进行检测；所述的被测传感器测量点在第一检测单元的量程范围内时，第一检测单元和第二检测单元工作，由第一检测单元对被测传感器进行检测，第二检测单元则以其量程上限为标准保持压力。
3.根据权利要求1所述的一种大量程范围的叠加式力标准机，其特征在于所述的第一检测单元包括主机框架、大量程测力油缸、大量程标准传感器、大量程标准传感器仪表，所述的第二检测单元包括反向器、小量程测力油缸、小量程标准传感器、小量程标准传感器仪表，其中主机框架由主机框架底板，主机框架立柱，主机框架上梁组成，反向器由反向器下压板，反向器拉杆，反向器上压板组成，大量程测力油缸安装于主机框架底板上，大量程测力油缸不工作时与反向器下压板分离，工作时大量程测力油缸与反向器下压板结合；大量程标准传感器与主机框架或反向器相连，小量程测力油缸设置于主机框架上梁上，小量程标准传感器与小量程测力油缸、反向器上压板分别相连，反向器拉杆穿过主机框架上梁，使反向器与主机框架之间没有直接接触，被测传感器安装于反向器下压板上， 伺服控制系统通过大量程标准传感器仪表、小量程标准传感器仪表、被测传感器仪表分别与大量程标准传感器、小量程标准传感器、被测传感器相连，伺服控制系统分别与大量程测力油缸、小量程测力油缸相连。
4.根据权利要求3所述的一种大量程范围的叠加式力标准机，其特征在于大量程标准传感器安装于被测传感器的上方，大量程标准传感器与主机框架上梁相连。
5.根据权利要求2所述的一种大量程范围的叠加式力标准机，其特征在于伺服控制系统至少为二通道输出，分别控制大量程测力油缸和小量程测力油缸，当测量点在小量程标准传感器量程范围内时，伺服控制系统通过小量程标准传感器仪表以小量程标准传感器的输出为标准，控制小量程测力油缸的输出力，大量程测力油缸不工作，但大量程标准传感器同时受力；当测量点超过小量程标准传感器量程范围进入大量程标准传感器的量程范围内时，大量程测力油缸在伺服控制系统的控制下，通过大量程标准传感器仪表以大量程标准传感器的输出为标准开始工作，而小量程测力油缸则以小量程标准传感器的量程上限为标准保持压力。
6.根据权利要求2所述的一种大量程范围的叠加式力标准机，其特征在于所述大量程标准传感器安装于被测传感器的下方，大量程标准传感器与反向器下压板相连。
7.根据权利要求6所述的一种大量程范围的叠加式力标准机，其特征在于所述大量程标准传感器由三只传感器并联而成。
8.根据权利要求2所述的一种大量程范围的叠加式力标准机，其特征在于所述的第一检测单元包括主机框架、大量程测力油缸、大量程标准传感器、大量程标准传感器仪表，所述的第二检测单元包括反向器、小量程测力油缸、小量程标准传感器、小量程标准传感器仪表，其中主机框架由主机框架底板、主机框架立柱、主机框架中梁、主机框架上梁组成， 反向器由反向器下压板、反向器拉杆、反向器中压板、反向器上压板组成，大量程测力油缸安装于主机框架上梁上，大量程测力油缸不工作时与反向器上压板分离，工作时大量程测力油缸与反向器上压板结合；大量程标准传感器安装于反向器下压板上，大量程标准传感器通过大量程标准传感器反向拉杆与主机框架底板相连，小量程测力油缸设置于主机框架中梁上，小量程标准传感器与小量程测力油缸、反向器中压板分别相连，反向器拉杆依次穿过主机框架中梁、上梁，使反向器与主机框架之间没有直接接触，被测传感器安装于主机框架底板上和反向拉杆之间用于拉向检测，或安装于大量程标准传感器与主机框架中梁之间用于压向检测，伺服控制系统通过大量程标准传感器仪表、小量程标准传感器仪表、被测传感器仪表分别与大量程标准传感器、小量程标准传感器、被测传感器相连，伺服控制系统分别与大量程测力油缸、小量程测力油缸相连。
全文摘要
本发明公开了一种大量程范围的叠加式力标准机，属于力标准机技术领域。其特征在于包括有第一检测单元和第二检测单元，所述的第一检测单元的量程上限与叠加式力标准机的量程上限一致，第一检测单元的量程下限与第二检测装单元的量程上限一致，第二检测装置的量程下限与叠加式力标准机的量程下限一致；所述的第一检测单元、第二检测单元的力输出方向一致，所述的被测传感器与第一检测单元、第二检测单元的受力轴线重合。本发明具有量程范围大、生产成本低等优点。
文档编号G01G23/01GK102564557SQ20111045703
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者李维维, 李雪尔, 李露儿, 杨哲芦 申请人:李雪尔