可适用较宽容量跨度传感器测试的静重式力标准机的制作方法

本实用新型涉及传感器的测试装置，尤其涉及静重式力标准机。

背景技术：

目前应用于生产的静重式力标准机都是针对某一款传感器的某一个或两个容量来设计的。一个系列的传感器有多少种不同的容量就得制造多少台相应容量的力机。应用于检测的静重式力标准机为了扩大其测试范围，都是采用简单地增加砝码数量的方法来实现多力值的输出。大量地制造力机，成本太高。增加砝码数量虽然可以解决多容量的问题，但是很多力值的加载时间无法满足GB/T 7551和OIML R60中的规定，所测得的数据并不能准确地反应出被测传感器的真实性能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可适用较宽容量跨度传感器测试的静重式力标准机。

根据本实用新型的可适用较宽容量跨度传感器测试的静重式力标准机，其包括在基础框架上设置的测试平台、砝码串、反向架、反向架驱动机构、活动板以及一级力值加载机构：其中，测试平台用于置放传感器；砝码串多个砝码上下串接在一起，上下相邻砝码之间活动连接，能上下分开一段距离；反向架位于所述砝码串的上方，用于向被测试的传感器施加力载荷，通过一级加载吊钉与所述砝码串的最上方的砝码活动连接；反向架驱动机构用于驱动反向架活动，以对被测试的传感器进行安装或更换；活动板所述砝码串叠置在其上；以及一级力值加载机构用于驱动所述活动板，以带动所述砝码串，进而至少部分所述砝码通过所述一级加载吊钉悬置在所述反向架上，向所述反向架施加载荷。

在一实施例中，该静重式力标准机还包括二级力值加载机构，用于驱动所述砝码串的最上方的砝码，通过二级加载吊钉与所述砝码串的最上方的砝码活动连接，所述二级加载吊钉相对于所述一级加载吊钉要高出，所述二级力值加载机构通过所述二级加载吊钉将所述最上方的砝码向上移动以悬吊所述最上方的砝码时，同时将所述一级加载吊钉向上移动从而与所述反向架松开，不施加力载荷；所述二级力值加载机构通过所述二级加载吊钉将所述最上方的砝码向下移动，以使所述一级加载吊钉回复到将所述最上方的砝码悬吊在所述反向架上的位置，同时所述二级加载吊钉与所述二级力值加载机构松开。

在一实施例中，所述反向架包括上横梁、下横梁以及连接上横梁以及下横梁的拉杆，所述反向架驱动机构包括吊杆，用于悬吊所述上横梁，所述反向架驱动机构通过所述吊杆将所述上横梁向下移动并压在被测试的传感器上后，所述吊杆能相对所述上横梁继续运动，以使反向架驱动机构与所述反向架之间松开。

在一实施例中，所述基础框架上提供有滑套，供所述吊杆顺畅滑动。

在一实施例中，所述二级力值加载机构包括二级加载梁、楔形梁、梁架，所述二级加载梁提供有供所述二级加载吊钉穿过的孔，所述二级加载梁的上侧具有向上突出的导向柱，所述梁架固定在所述基础框架上，所述导向柱穿过所述梁架并由与所述梁架相固定的滑套能上下滑动地配合，所述楔形梁能滑动地水平穿过所述梁架以及所述导向柱的孔，所述导向柱的孔内固定一件轴承，所述梁架的孔内共固定两件轴承，所述楔形梁的底面为平面并压在梁架的轴承上，所述楔形梁的顶面为楔形面，所述导向柱的轴承压在所述楔形梁的楔面上，上述各零部件形成楔形传动机构，以使所述楔形梁的水平移动能转换成所述二级加载梁的上下移动。

在一实施例中，所述二级力值加载机构还包括气缸，所述气缸的直线运动输出件连接所述楔形梁；所述一级力值加载机构为升降机或油缸。

在一实施例中，所述砝码串包括多个力值区段，上一区段的最大力值以做为下一区段的一部分，是该下一区段的最小力值。

在一实施例中，该上一区段的最大力值为下一区段内最低位置的砝码的力值，在各力值区段内力值均布，从上到下的力值区段间的力值递增。

在一实施例中，所述活动板上侧设置有至少三个凸出其表面的砝码支撑凸部，砝码串放置在所述砝码支撑凸部上。

本实用新型的有益效果是：

通过砝码串的分区段结构设计，实现较宽的力值范围；通过一级力值加载机构和二级力值加载机构的协同配合，实现所有力值的加载和卸载均满足相关规范的要求，因此可适用较宽容量跨度传感器测试。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为根据本实用新型的静重式力标准机的立体图。

图2为根据本实用新型的静重式力标准机的主视图。

图3为根据本实用新型的静重式力标准机的侧视图。

图4为根据本实用新型的静重式力标准机的反向架驱动机构的立体图。

图5为根据本实用新型的静重式力标准机的二级力值加载机构的立体图。

图6为对应图1中Z处的局部放大视图。

图7为根据本实用新型的静重式力标准机的底部的局部视图。

图8为根据本实用新型的静重式力标准机的砝码串的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。

如图1所示，基础框架4包括多个板41、42、43、441、442、443，板41为底板，设置在静重式力标准机的底部，可以置于地基或地面上。板42用于支撑砝码串5。板43用于支撑测试平台，板441作为测试平台，在后面的描述中板441就称为测试平台。板442用于对图3所示的吊杆12起到导向作用，板443对图3所示的气缸11起到支撑作用。板43通过支柱451、452、453、454并结合定位件、或紧固件在板41之上定位并固定。板441、442、443通过支柱455、456、457、458并结合定位件、紧固件在板43之上定位并紧固，由此形成一个牢固的支撑后述各种机构、砝码的基础。板42上对应支柱451、452、453、454分别设置有滑套421，板42借助于支柱与对应滑套的滑动配合，可上下移动，其可由后述的一级加载机构6驱动，板42在后面的描述中称之为活动板。

如图1和图4所示，反向架驱动机构1包括气缸11以及两吊杆12，气缸11的直线输出件(活塞杆)的末端为水平的吊杆梁13，在吊杆梁13的两端分别连接并固定两吊杆12。两吊杆12按照如后所述的方式连接或带动反向架2。

如图1、图2、图3和图4所示，反向架2包括上横梁21、下横梁24以及两拉杆22，上横梁21、下横梁24可以为平行设置，在二者的同一侧各连接并固定一根拉杆22。上横梁21设置在反向架驱动机构1的下侧，具体而言，设置在板442的下方。反向架驱动机构1的两吊杆12的下端在上横梁21的两端分别可滑动连接，吊杆12的下端为蘑菇头状，其径向尺寸变大，使得吊杆12不会与上横梁21脱离。两拉杆22穿过测试平台441、板43，在下横梁24的两端分别连接，即下横梁24设置在板43的下方。

反向架驱动机构1的气缸11可以替换为油缸或是升降机作为动力源，其驱动吊杆12并带动反向架2的上横梁21的下侧与放置在测试平台441上的被测传感器(图中未示出)压合或分离。由于两吊杆12与上横梁21分别可滑动连接，因此，一旦上横梁21压合在传感器上，吊杆12就相对上横梁21滑动，因此反向架驱动机构1对上横梁21就不再产生作用力，换言之，传感器上的载荷与反向架驱动机构1没有关系，该载荷由反向架2产生或传递。

如图5所示，二级力值加载机构7包括气缸71、二级加载梁74、梁架75以及楔形梁72。二级加载梁74具有向上突出的导向柱741，导向柱741突出于梁架75的上侧，其与固定在板43上的导向轴承73滑动配合。梁架75固定在板43上，每个梁架的槽口内各安装了轴承。楔形梁72水平布置，具有下楔形面721，对应下楔形面721，导向柱741对应的孔中安装轴承，该轴承压在下楔形面721上，形成楔形配合。二级加载梁74通过导向柱741和下楔形面721坐落在楔形梁72上，而楔形梁72的底面为平面，该平面压在梁架75内的轴承上，使得楔形梁72可以在梁架75对应的槽口内自由滑动。楔形梁72与气缸71的直线运动输出件710(即活塞杆)固定连接。在水平方向上，气缸71动作，其直线运动输出件710驱动楔形梁72做水平运动，通过下楔形面721与导向柱内的轴承的楔形传动，使得二级加载梁74在导向柱741与导向轴承73的强制导向作用下做垂直运动。

二级力值加载机构7的气缸71可以被替换成其它的动力源，例如油缸，相应地，前述的楔形传动机构也可以采用其它传动机构。在前述实施例中，采用楔形梁72的省力传动机构，在保证足够驱动力的前提下减小了所需气缸71的型号，气缸71垂直方向布置大大减小了整个机构的尺寸。如后所述，二级加载梁74通过二级加载吊钉52驱动砝码串5顶部的第一块砝码51，可以控制第一块砝码51加载到反向架2上或是与反向架2脱离。

如图1、2、3、8所示，砝码串5包括5个串接在一起的砝码55，一个砝码54以及三个砝码51，三个砝码51的重力设置成第一力值区段，第一力值区段以及一个砝码54的重力组合设置成第二力值区段，第二力值区段以及五个砝码55的重力组合设置成第三力值区段。位于最上方的砝码51的上侧设置有两个二级加载吊钉52以及一个一级加载吊钉53。如图6所示，二级加载吊钉52、一级加载吊钉53都是倒锥结构。二级加载吊钉52的杆部穿过二级加载梁74两端的孔，由于是锥结构，使得二级加载吊钉52的头部不会穿过二级加载梁74的孔。二级加载吊钉52的下端可以通过螺纹或者其连接结构固定在最上方的砝码51上。在自然状态下，二级加载吊钉52的头部并未达到二级加载梁74的孔742，最上方的砝码51叠置在其下方相邻的砝码51上，换言之，二级加载梁74没有由砝码串5施加的载荷。一级力加载吊钉53比二级力加载吊钉52要低，其穿设在下横梁24的孔中，当二级加载梁74向下移动时，一级力加载吊钉53的上端头先于二级加载吊钉52的上端头达到下横梁24的高度，一级力加载吊钉53由于其上端头被下横梁24卡住，因此不会继续随二级加载梁74下移，而是将砝码51被悬置在下横梁24上，此时二级力加载吊钉52与孔742并未接触，即与二级力值加载机构7相分离。

继续参照图8，上下相邻的砝码51、51或51、54或54、55或55、55之间的连接与二级加载梁74的连接类似，即上下相邻的砝码在垂直方向上活动连接，在自然状态下，上侧的砝码叠置在下侧的砝码上，在加载状态下，下侧的砝码借助于吊钉悬置在上侧的砝码上。

很明显，第一力值区段的砝码数量可以变化，砝码的力值可以相同或不同，第二力值区段的砝码数量可以变化，砝码的力值可以相同或不同，第三力值区段的砝码数量可以变化，砝码的力值可以相同或不同。并且，对于整个静重式力标准机而言，其力值区段也不限于三个区段，可以多于3个区段或者少于三个区段。在优选的实施例中，砝码串5的配置成一定的数学规律，将所需的全部标准力值从小到大分成若干个区段，区段内力值均布，区段间力值递增。前一区段的最大力值以做为后一区段的一部分，是后一区段的最小力值，第二、第三……以后的力值区段可以以此类推。

一级力值加载机构6可采用升降机或油缸作为动力源，驱动活动板42上下运动。活动板42上侧设置有三个凸出其表面的砝码支撑凸部65，砝码串5就放置在砝码支撑凸部65上。砝码支撑凸部65作用于砝码串5底部的最后一块砝码，通过计数尺63和计数器64来测量砝码串5的高度，最终实现标准力值的依次加载和卸载。

除了前述描述的组成，根据本实用新型的静重式力标准机还可以包括控制部分，控制部分用于控制各个动力源按照设定的程序来输出动力源。控制部分可以是可编程控制器，另外根据本实用新型的静重式力标准机还可以包括另一些工程上常见的设计，例如保护罩、人际交互界面等，这些与力值的加载无关的细节，再次就不详细描述了。

测试时，静重式力标准机处于初始状态，被测试的传感器就位，给出测试指令，静重式力标准机开始动作。反向架驱动机构1带动反向架2先动作，反向架2下压到传感器上后，与反向架驱动机构1脱离，即吊杆12与反向架2的上横梁21处于相互不接触状态。然后，一级力值加载机构6驱动砝码串5向下运动到输出所需要的第一个标准力值的位置，即使对应第一个标准力值的砝码串5的部分砝码悬置在最上方的那个砝码51下。由于二级力值加载机构7此时处于原点位置，第一个标准力值通过第一块砝码51加载到了二级力值加载机构7上，而不是反向架2上。因此，接下来，加载第一个标准力值时，二级力值加载机构7动作，驱动二级加载梁74向下运动直到当第一块砝码51的一级加载吊钉53的头部悬置在反向架2上，二级力值加载机构7与第一块砝码51脱离，即第一块砝码51的二级加载吊钉52与二级加载梁74处于相互不接触状态，第一块砝码51及其下方悬置的其它砝码的重力通过一级加载吊钉53加载到反向架2的下横梁24上。由此第一个标准力值就通过反向架2加载到传感器上。加载第二个标准力值时，二级力值加载机构7不动作，一级力值加载机构6驱动活动板42并因此带动砝码串5向下运动，以使砝码串5上方的部分砝码相应地悬置在其相邻的上方砝码之下，直到输出所需要的第二个标准力值的位置，第二个标准力值通过已加载的砝码串5加载到传感器上。后续的标准力值的加载同理，都是一级力值加载机构6驱动着砝码动作，直到所需的最后一个标准力值加载到传感器上。卸载时，二级力值加载机构7先不动作，一级力值加载机构6驱动砝码串5反向运动，即向上运动反序逐个卸载标准力值，即其重力由活动板42承载，然后直到卸载完第二个标准力值。卸载第一个标准力值时，一级力值加载机构6不动作，二级力值加载机构7向上动作，以使二级加载梁74与第一块砝码51的二级加载吊钉52的头部接触，使第一块砝码51与反向架2脱离，第一个标准力值卸载完成。然后以相同的方式开始第二轮标准力值的加载，直到测试结束，反向架驱动机构1、一级力值加载机构6、二级力值加载机构7都回到自己的初始原点位置。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。