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变臂比杠杆式精密力源技术的研究

作 者: 王鹏
导 师: 张学成
学 校: 吉林大学
专 业: 机械制造及其自动化
关键词: 标准力源 力值校准 杠杆式力标准机 游码 刀口支承
分类号: TB931
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 110次
引 用: 2次
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内容摘要


杠杆式力标准机的工作原理是建立在力的动力学效应和杠杆放大原理基础上的,是通过对具有精确质量的重力砝码进行准确放大从而产生标准力值的杠杆式标准力源装置。本文在传统的杠杆式力标准机的基础上提出了变臂比杠杆式精密力源技术及其装置的问题,论述了通过改变和精确控制固定质量砝码沿杠杆臂长方向的位置,达到准确施加力值的目的这一力源技术方法,研究了这种力源的误差来源与控制、工作效率、经济成本及结构实现等问题,据此建立了变臂比杠杆式精密力源技术理论基础。深入的理论分析表明,通过精确控制游动砝码的位置使杠杆比足够精确,力源的施力精度可以很高。由于一些因素引起的误差可以通过精确控制杠杆比来补偿、控制以至消除,因此其精度甚至比传统的杠杆机高;通过控制游码的移动速度可以实现符合国家传感器试验标准规定的加荷速度需要,达到很高的工作效率;还由于省去了传统杠杆机砝码加卸系统,简化了杠杆系统结构,因而可使成本大大降低。本文还提出了在刀口支承的刀子表面镀TiN来改善其接触性能,实验表明这种方法是有效的。最后通过对负荷传感器负荷特性试验,表明这种新型的杠杆式力源装置精度高、效率高,对促进测力仪行业的生产发展、推动我国力值计量行业的技术进步等具有重要的现实意义和实用价值。

全文目录


提要  4-7
第1章 绪论  7-13
  1.1 概述  7
  1.2 力标准机及其种类  7-8
  1.3 本课题的背景与意义  8-10
    1.3.1 传统的杠杆式力标准机及其特点  8-9
    1.3.2 研究本课题的意义  9-10
  1.4 杠杆式标准力源装置的发展现状与发展趋势  10-11
    1.4.1 杠杆式力标准机的发展  10
    1.4.2 国内外发展现状  10-11
  1.5 本课题的主要研究内容  11-12
  1.6 本课题的创新点  12
  1.7 本课题的实现依据  12-13
第2章 变臂比杠杆式力标准机的原理及误差分析  13-29
  2.1 引言  13
  2.2 变力臂杠杆式力标准机的原理  13-19
    2.2.1 杠杆  14-16
    2.2.2 重力杠杆放大与变杠杆比  16
    2.2.3 变臂比杠杆式力标准机的实现  16-19
  2.3 变臂比杠杆式力标准机的误差分析  19-26
    2.3.1 位移分辨率的影响  19-20
    2.3.2 杠杆臂比的影响  20-21
    2.3.3 杠杆变形引起的误差  21-24
    2.3.4 刀口摩擦引起的误差  24-26
  2.4 变臂比杠杆式力标准机的误差补偿原理  26-28
  2.5 本章小结  28-29
第3章 变臂比杠杆式力标准机的结构实现  29-35
  3.1 变臂比杠杆式力标准机的结构实现  29-30
  3.2 变臂比杠杆式力标准机的工作原理  30-33
  3.3 变臂比杠杆式力标准机的主要技术指标  33-34
  3.4 本章小结  34-35
第4章 变臂比杠杆式力标准机的机械系统分析  35-46
  4.1 引言  35
  4.2 杠杆振动的参数分析  35-38
    4.2.1 杠杆的灵敏度  35-38
    4.2.2 杠杆的稳定度  38
  4.3 杠杆系统的振动与工作效率  38-43
    4.3.1 杠杆振动的回转系数和周期  38-39
    4.3.2 杠杆的自由摆动  39-42
    4.3.3 变臂比杠杆式力标准机的动力学分析  42-43
  4.4 游码传动系统分析  43-45
  4.5 本章小结  45-46
第5章 刀口支承问题的研究  46-61
  5.1 引言  46
  5.2 刀口支承的结构  46-48
  5.3 刀口支承的计算  48-50
    5.3.1 接触应力计算  48-50
    5.3.2 弯曲应力的计算  50
  5.4 在刀子表面镀TiN的分析  50-51
  5.5 试验  51-60
    5.5.1 在刀子表面镀TiN  51-52
    5.5.2 对镀膜后的刀口支承施力  52-53
    5.5.3 Wyko观测结果及分析  53-60
  5.6 本章小结及展望  60-61
第6章 负荷传感器负荷特性试验  61-70
  6.1 引言  61
  6.2 试验设备介绍  61
  6.3 试验软件介绍  61-63
  6.4 试验论证  63-69
    6.4.1 试验数据  64-68
    6.4.2 数据分析  68-69
  6.5 本章小结  69-70
第7章 结论与展望  70-72
参考文献  72-75
攻读学位期间发表的学术论文  75-76
致谢  76-77
摘要  77-80
Abstract  80-83

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 计量学 > 力学计量 > 力值计量
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