一种砝码交换称量装置及其测量方法
【专利摘要】本发明提供了一种砝码交换称量装置及其测量方法，属于计量领域。本装置包括自动质量测量装置、砝码工位、机器手臂和砝码托盘；所述砝码托盘包括底部圆盘(1)、侧挡板(2)和中挡板(3)；所述侧挡板(2)设置在底部圆盘(1)的最外缘圆周上，形成一个圆柱面，其周长与底部圆盘(1)的周长相同；所述中挡板(3)位于底部圆盘(1)的中心线位置上，将底部圆盘(1)分隔成左右两个区域；在所述中挡板(3)上设有凹槽(4)，所述凹槽(4)将中挡板(3)分隔成两块不同长度的挡板。本发明装置结构紧凑、占用空间小，适合丝状、片状的毫克级、微克级砝码质量测量，可保证自动质量测量装置叉齿的准确定位，不会造成砝码的跌落、刮蹭。
【专利说明】一种破码交换称量装置及其测量方法
【技术领域】
[0001]本发明属于计量领域，具体涉及一种砝码交换称量装置及其测量方法。
【背景技术】
[0002]在高准确度砝码质量测量实验中，特别是El等级及以上丝状(片状)毫克(微克)砝码质量测量实验中，需要用到分辨率至少达到0.1 yg的自动质量测量装置进行质量测量。由于高准确度的丝状(片状)毫克(微克)砝码需要通过分量组合测量的方法进行质量测量，通常采用Ig砝码作为标准砝码向下进行量值传递。目前，大多数计量技术机构已经逐步利用自动化质量测量装置取代手动测量方法，对高准确度的毫克(微克)级砝码进行检定和校准，或者对高准确度的微克级的砝码进行科学研究。
[0003]常见的自动化质量测量装置是利用叉齿的方式来从砝码存储工位上取放砝码的。通常自动化质量测量装置砝码存储工位由不锈钢或铝合金制成，外圆周约1.8cm，内圆周约1.6cm，叉齿间隙2_。该存储工位用来存放待测量以及标准砝码。实验时，由测量装置机器手臂A的叉齿将待测砝码从工位上取下，放到砝码交换工位上，接着旋转机器轴，将待测砝码转移到机器手臂B上，接着用机器手臂A取标准砝码，并将待测砝码和标准砝码交替放入质量测量装置的测量工位上进行测量。因此，成功完成对一组12个毫克砝码的组合质量测量，需要自动化质量测量装置的机器手臂在砝码存储工位、砝码交换工位以及砝码测量工位上取放多次，尤其是在进行Img以下的砝码取放以及组合测量时，砝码取放次数成倍增力口。国内砝码生产厂家较多，大多数并没有按照国际建议OIML的推荐形状和尺寸来设计砝码，砝码直径和宽度不规范。然而，由于砝码直径、宽度太小，很容易造成砝码跌落、刮蹭等现象，即使摆放位置非常小心，而由于质量测量需要进行多次ABBA循环测量，机器手臂在数百次的测量过程中，累积的定位误差始终会造成砝码的偏移，形成偏载误差等质量测量过程中的不良影响因素。更严重的情况是，倘若由于砝码的跌落到天平测量区域，而机器手臂在不知道跌落的情况下仍在取放砝码，均可能造成带动天平测量工位一起移动，一旦触及到高精度质量测量装置，造成质量测量装置以及砝码的损坏甚至报废，经济损失非常巨大。若将标准砝码损坏，将会影响到整个计量技术机构的考核。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种砝码交换称量装置及其测量方法，其结构紧凑、占用空间小，适合丝状、片状的毫克级、微克级砝码质量测量，可保证自动质量测量装置叉齿的准确定位，不会造成砝码的跌落、刮蹭，不会带动质量测量装置移动，也不会对高精度质量测量装置和砝码造成损坏。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0006]一种砝码交换称量装置，所述装置包括自动质量测量装置、砝码工位、机器手臂和石去码托盘；
[0007]所述砝码托盘包括底部圆盘1、侧挡板2和中挡板3 ；[0008]所述侧挡板2设置在底部圆盘I的最外缘圆周上，形成一个圆柱面，其周长与底部圆盘I的周长相同；
[0009]所述中挡板3位于底部圆盘I的中心线位置上，将底部圆盘I分隔成左右两个区域；
[0010]在所述中挡板3上设有凹槽4，所述凹槽4将中挡板3分隔成两块不同长度的挡板。
[0011]所述侧挡板2和中档板3均垂直于底部圆盘I。
[0012]在所述底部圆盘I的下端面的圆周上设有限位槽5，所述限位槽5为斜边设计。
[0013]所述机器手臂包括至少两个臂端，在每个臂端上安装有叉齿，在所述叉齿上设有斜边，该斜边与底部圆盘I的限位槽5配合，所述底部圆盘I的限位槽5能够嵌在该斜边中。
[0014]所述的自动质量测量装置为自动质量比较仪。
[0015]所述砝码工位包括砝码存储工位、砝码测量工位和砝码交换工位；所述砝码存储工位用来存放所有待测量砝码和标准砝码；所述砝码测量工位位于自动质量比较仪的内部，用于完成砝码的比较测量；所述砝码交换工位位于不影响机器手臂运动的其他区域，用于协助完成砝码从机器手臂的一个臂端转移至另一臂端。
[0016]所述砝码存储工位、砝码测量工位和砝码交换工位上均设有工位限位槽，所述工位限位槽为斜边设计，与所述底部圆盘I的限位槽5配合，所述底部圆盘I的限位槽5能够嵌在所述工位限位槽中。
[0017]所述底部圆盘I的直径等于砝码存储工位的圆盘的直径；
[0018]将底部圆盘I的左右两个区域编号为A-n和B-n ;在所述底部圆盘I的底部刻有相应的区域编号。
[0019]所述砝码托盘由弱磁性金属或无磁性金属制成。
[0020]一种砝码交换称量的测量方法，包括以下步骤:
[0021](I).确定砝码测量模式，若测量模式为一个标准砝码与一个待测砝码的质量测量，则转到步骤(2);若测量模式为一个标准砝码与两个待测砝码组合测量，则转到步骤
(3);若测量模式为一个标准砝码与三个待测砝码组合测量，则转到步骤(4)；
[0022](2).取两个砝码托盘，分别为第一托盘和第二托盘；取标准砝码r和待测砝码t ；将标准砝码r对称放置在第一托盘中的凹槽处，将待测砝码t对称放置在第二托盘中的凹槽处，利用自动质量比较仪测得质量差值Am1 ;然后，将标准砝码r对称放置在第二托盘中的凹槽处，将待测砝码t对称放置在第一托盘中的凹槽处，利用自动质量比较仪测得质量
差值Am2 ;则标准砝码r与待测砝码t之间的质量差值为
【权利要求】
1.一种砝码交换称量装置，其特征在于:所述装置包括自动质量测量装置、砝码工位、机器手臂和砝码托盘； 所述砝码托盘包括底部圆盘⑴、侧挡板⑵和中挡板⑶； 所述侧挡板(2)设置在底部圆盘(I)的最外缘圆周上，形成一个圆柱面，其周长与底部圆盘(I)的周长相同； 所述中挡板(3)位于底部圆盘(I)的中心线位置上，将底部圆盘(I)分隔成左右两个区域； 在所述中挡板(3)上设有凹槽(4)，所述凹槽(4)将中挡板(3)分隔成两块不同长度的挡板。
2.根据权利要求1所述的砝码交换称量装置，其特征在于:所述侧挡板(2)和中档板(3)均垂直于底部圆盘(I)。
3.根据权利要求2所述的砝码交换称量装置，其特征在于:在所述底部圆盘(I)的下端面的圆周上设有限位槽(5)，所述限位槽(5)为斜边设计。
4.根据权利要求3所述的砝码交换称量装置，其特征在于:所述机器手臂包括至少两个臂端，在每个臂端上安装有叉齿，在所述叉齿上设有斜边，该斜边与底部圆盘(I)的限位槽(5)配合，所述底部圆盘(I)的限位槽(5)能够嵌在该斜边中。
5.根据权利要求4所述的砝码交换称量装置，其特征在于:所述的自动质量测量装置为自动质量比较仪。
6.根据权利要求5 所述的砝码交换称量装置，其特征在于:所述砝码工位包括砝码存储工位、砝码测量工位和砝码交换工位；所述砝码存储工位用来存放所有待测量砝码和标准砝码；所述砝码测量工位位于自动质量比较仪的内部，用于完成砝码的比较测量；所述砝码交换工位位于不影响机器手臂运动的其他区域，用于协助完成砝码从机器手臂的一个臂端转移至另一臂端。
7.根据权利要求6所述的砝码交换称量装置，其特征在于:所述砝码存储工位、砝码测量工位和砝码交换工位上均设有工位限位槽，所述工位限位槽为斜边设计，与所述底部圆盘(I)的限位槽(5)配合，所述底部圆盘(I)的限位槽(5)能够嵌在所述工位限位槽中。
8.根据权利要求7所述的砝码交换称量装置，其特征在于:所述底部圆盘(I)的直径等于砝码存储工位的圆盘的直径； 将底部圆盘(I)的左右两个区域编号为A-n和B-n ;在所述底部圆盘(I)的底部刻有相应的区域编号。
9.根据权利要求8所述的砝码交换称量装置，其特征在于:所述砝码托盘由弱磁性金属或无磁性金属制成。
10.一种砝码交换称量的测量方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤: (1).确定砝码测量模式，若测量模式为一个标准砝码与一个待测砝码的质量测量，则转到步骤(2);若测量模式为一个标准砝码与两个待测砝码组合测量，则转到步骤(3);若测量模式为一个标准砝码与三个待测砝码组合测量，则转到步骤(4)； (2).取两个砝码托盘，分别为第一托盘和第二托盘；取标准砝码r和待测砝码t;将标准砝码r对称放置在第一托盘中的凹槽处，将待测砝码t对称放置在第二托盘中的凹槽处，利用自动质量比较仪测得质量差值Am1 ;然后，将标准砝码r对称放置在第二托盘中的凹槽处，将待测砝码t对称放置在第一托盘中的凹槽处，利用自动质量比较仪测得质量差值Am2 ;则标准砝码r与待测砝码t之间的质量差值为:
【文档编号】G01G1/00GK103697975SQ201310699034
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】任孝平, 王健, 钟瑞麟, 姚弘, 丁京鞍, 蔡常青 申请人:中国计量科学研究院