本文就大型地磅檢測中疊加法的檢測結構、加載點、以點代面、力源穩定 性等幾個技術問題進行了探討。
現就《衡器》2006年第四期發表文章{大型 衡器檢測方法探討》(以下簡稱“文中”)關于疊加 法(比對法)提到的問題將我們在衡器檢定儀研 制過程中使用的辦法和效果在此予以簡要介紹。
一、檢測結構的問題
文中提到“對于偏載檢測,檢測用結構比較 簡單,對于稱量檢測,其檢測用結構就比較復雜 和笨重了。
我們的辦法是采用多個測力單元(反力架+ 傳感器+機械千斤頂),然后將它們并聯到顯示儀 表。單個測力單元的重量是75千克,如果系統有 6套測力系統,那么系統總重量是300千克。
如此看來用此種辦法解決稱量檢測問題,檢 測用結構并不復雜、笨重。
二、關于加載點問題
文中提到“對于偏載檢測,檢測時加載點是 作用在稱重傳感器上方的承載器上的;但對于各 稱量點準確度檢測時,其檢測點與承載器接觸面 積也不會大,最大也僅僅是作用在一條線上,不 可能像砝碼一樣有較大面積壓在承載器上。由此 可以想象到,用疊加法檢測衡器稱量準確度的這 個方法,對承載器的剛度、強度要求比用砝碼法高的多。”
我們認為,這不是問題。無論把力是加在面 上還是點上,承載器的受力大小是相等的。因為 把力加在面上,終需通過中介傳遞到承載器上。 例如:100噸砝碼加在8只傳感器的衡器上,每個 承載器平均受力還是12.5噸,秤面是不會替承載 器分擔重量的。
三、以點代面問題
文中提到“偏載檢測時所用載荷量是該衡器 最大秤量的1/n-1,也就是講,幾個稱量點所用載 荷量的總量大于該衡的最大秤量。是否可以這樣 認為,當一臺衡器在偏載檢測合格后,其稱量準 確度就不必再檢測了(當然,這是建立在承載器結 構的剛度設計合格的前提之下。”
此問題的探討見《秤體彎曲變形對兩種不同 結構的電子汽車衡的影響》(《衡器》2004年第3 期)。
四、 力源的穩定性問題
文中提到:“力源的穩定性是反映系統控制性 能的重要指標,也關系到整機計量性能的準確度 問題。許多地方使用簡單的液壓千斤頂作為力源, 使用疊加法檢測地磅,由于各個環節在外力作用下都在發生變形,所以作用于傳力系統上的力是 彈性的,這樣從稱重顯示器上就讀不到一個穩定 的示值,很難說清楚測量的準確度是多少了。目 前在疊加式力標準機上用于補償力值變化的方法, 主要有壓電陶瓷裝置和電液伺服控制裝置。但是 使用這兩種控制裝置的疊加檢測系統造價比較高, 推廣使用比較困難。
變形分為兩種,一是彈性變形,二是幾何變 形。幾何變形又大于彈性變形。
為此我們在試驗中進行了改進。對于彈性變 形,我們的措施是利用機械千斤頂的自鎖功能代 替液壓千斤頂。對于幾何變形,我們的措施是在 反力架上增加三角結構。通過這兩項措施,我們 解決了力源穩定性問題。
在最初的30秒內,使用液壓千斤頂示值下降速度可達每秒幾十千克,大約需要120秒示值 下降速度可達每秒2千克。對反力架增加三角結 構后,在使用機械千斤頂情況下15秒時示值下降 速度即可達到每秒2千克,30秒時可以讀數。從 上面試驗結果看,幾何變形影響大于彈性變形, 驗證了當初的理論分析。
特點:相對于增加伺服系統,本方法的特點 是:⑴效果顯著;(2)成本遠低于伺服系統;⑶結 構簡單,只需在反力架上增加三角結構;(4)無須操 作。
以上是我們的實踐經驗,請同行共同探討。