基于电磁补偿天平的微纳力值标准装置的性能研究

采用基于电磁补偿原理的精密天平,研制了一种微纳力值标准装置。通过高等级的标准砝码对天平进行校准,实现标准装置力值的SI溯源,在500 n N^500μN范围的力值测量标准不确定度小于0.7%。该装置用于对原子力显微镜(AFM)微悬臂弹性常数和微小力值传感器的力值提供准确的溯源。采用多自由度位置调整系统调整被测微悬臂或传感器的位置及俯仰角度,提高了定位准确度。对几种不同弹性常数的AFM微悬臂进行测量,测量结果的标准偏差小于1.6%,满足高准确度微小力值测量的要求。

力值计量标准现状及研究进展

在对比分析国际上各类力标准机计量性能的基础上,阐述了我国力值计量标准的研究现状及应用关键技术的先进性。提出并研制了基于静重式力标准机"独立加码"的技术与方法,解决了力标准机砝码逆程交换带来的负荷波动性过大的问题,为进一步研究砝码逆程交换产生的"逆负荷现象"提供了一种有效的技术方法。提出并研制了利用机械传动加载方式的叠加式力标准机,力传感器分组并联延伸力值的试验方法,以及力标准机参考标准量值溯源的方法,对研究建立新的大力值计量标准,具有参考和借鉴意义。

砝码摆动对静重式力标准机标准力值的影响

静重式力标准机是力仪测试中应用最普遍、准确度等级最高的力标准机,它是以砝码串的重力作为标准力值。针对力标准机工作过程中砝码串的摆动现象,分析了现象产生的原因,提出了摆动角的测量和计算方法,并对砝码串的摆动过程进行分析和计算,得出了砝码串摆动对标准力值影响量的大小。将得出的摆动影响量与标准力值的允许误差进行对比分析,给出了较为合适的判断依据。

力值计量标准现状及研究进展

力学计量是由牛顿力学发展而来的,计量测试的内容比较多,主要包括对物质质量、力值、转速、速度、流量、压力、振动等。力学计量装置也很多,每个计量内容技术标准也是不同的,在计量的时候究竟选择哪种装置和仪器,要根据实际的计量任务来确定,只有这样才能从根本上保障力学计量数据的准确性和可靠性,否则力学计量就会失去意义。

一种大容量跨度静重式力标准机

静重式力标准机是力仪测试中应用最普遍、准确度等级最高的力标准机,它是以砝码的重力作为标准力值力源。对于称重传感器,往往都是按某一系列进行设计,同一系列的传感器的容量跨度也比较大。为每个容量的传感器配备一台静重式力标准机,会极大地增加生产成本。为适应这种同系列大容量跨度范围传感器的性能测试,设计了该大容量跨度静重式力标准机。

试验机负荷示值误差的测量不确定度评定

以测力仪的标准力值为依据，检定拉力、压力和万能试验机示值误差的分析及测量结果不确定度的计算。