[实用新型]2MN微机控制电液伺服力标准机

说明书

技术领域

本实用新型属于液压叠加式力标准机，特别是一种2MN微机控制电液伺服力标准机，适用于测力仪、力传感器、称重传感器、张拉机、千斤顶等测力设备检测。

背景技术

力标准机是力学计量中对力传感器、测力仪、称重仪表进行检定或测试的标准设备。从原理上力标准机可以分为静重式、杠杆式、液压式及叠加式力标准机四种，叠加式力标准机成本相对较低，目前已成力标准机的发展方向，但其主要研究集中在中小力值测量范围内，对于2MN这样大的力值，国内外均没有现成的产品，只有自己研制。同时，影响液压叠加式力标准机的准确度和稳定度的因素较多，控制难度极大，目前，液压叠加式力标准机的自动控制和应用都还很不完善，有必要进一步开展这方面的研制。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种检测范围宽，加载稳定度好，自动化程度高的液压对比式力标准机。

本实用新型所设计的一种2MN微机控制电液伺服力标准机，包括标准测力仪，主机，液压系统，计算机自动控制系统，其特征是：标准测力仪由多个标准传感器(6)和传感器指示仪(4)组成；液压系统由活塞系统，液压主油缸(101)、工作活塞(7)、油箱(8)组成；活塞系统由大活塞(12)及其伺服电机(13)，小活塞(11)及其伺服电机(10)组成。利用Borland C++开发一套应用程序，实现了计算机自动化控制，检测人员只需要在计算机端输入需要的力值点，整个检测过程由电脑自动完成。

本实用新型可以用一台力标准机检测20-2000kN的测力仪、力传感器、称重传感器、张拉机、千斤顶等测力设备，力值精度为20-1000kN，0.03％；1000-2000kN，0.05％。利用Borland C++开发一套应用程序实现了计算机自动化控制，检测人员只需要在计算机端输入需要的力值点，整个检测过程由电脑自动控制完成。具有体积小、价格低、效率高的特点外，还具有测力范围宽，加载稳定度高和较高的智能化控制能力的优点。

附图说明

图1是2MN微机控制电液伺服力标准机的结构原理图。

图2是主机平台结构示意图。

图1、图2中，1.计算机，2.控制器，3.被测力仪指示仪，4.标准传感器指示仪，5.被测力仪，6.标准传感器，7.工作活塞，8.油箱，9.截止阀，10.小活塞的伺服电机，11.小活塞，12.大活塞的伺服电机，13.大活塞，101.油缸，102底座，103.标准传感器，104.横梁、105.升降电机，106.立柱。

具体实施方式

下面对本实用新型具体实施方式作进一步说明：

为了实现较宽的测力范围，即用一台力标准机检测20-2000kN的测力仪、力传感器、称重传感器、张拉机、千斤顶等测力设备，标准测力仪采用分段力值覆盖的方式，由4个德国HBM公司生产的标准传感器组成，即C3H2-100kN，准确度为0.03级；C4-500kN，准确度为0.03级；C4-1000kN，准确度为0.03级，C18-2000kN，准确度为0.05级。指示仪采用德国HBM公司生产最先进精密数字测量仪DMP40S2，其准确度为0.0005级。同时，主机平台具有较大的测量空间，主机立柱压缩空间为1700mm，立柱净宽170mm，能检测较大尺寸范围的测力装置。

为了保证力标准机实现良好的加载稳定性，液压及控制系统由标准传感器、计算机、大小活塞、油泵、电机、主机油缸组成了。在力源端，安装了二级动力系统，即大、小活塞系统，活塞系统由大、小活塞、减速器、伺服电机及其控制装置组成。小活塞直径仅为7mm，加载稳定度为30s负荷波动性不大于0.02％。

为了提高力标准机的使用性能，微机控制系统以Windows XP为操作系统，利用Borland C++开发力标准机应用控制系统。系统集成了数据采集，算法优化，自动控制和后处理部分等。自动控制的核心算法和可视化界面都是通过C++程序实现可视化操作。完成功能包括系统初始化、自动预压，自动标定和数据处理等模块。利用PC机实现虚拟仪器功能。数据库管理系统基于Access单机运行。检测人员只需要在计算机端输入需要的力值点，整个检测过程就由计算机自动控制完成。

检测时，操作人员启动整机系统，包括计算机系统和液压系统。然后，启动计算机的力标准机控制系统，只需要在计算机端输入需要的力值点，整个检测过程就由电脑自动控制完成。

计算机初始化完成后，发出指令，控制伺服电机推动大活塞完成主要动力过程，传感器将力值信号反馈到计算机系统，当力值接近需要的力值点时，计算机发出指令，停止大活塞的运动，转而推动小活塞来实现微调，达到并稳定在所需的力值点。完成该点的输出后，进入下一点的测试，直至完成测试过程。