一種大型衡器的檢定裝置的製作方法
2023-05-05 03:25:26 2
專利名稱：一種大型衡器的檢定裝置的製作方法
技術領域：
一種大型衡器的檢定裝置
技術領域：
本實用新型涉及一種計量檢定技術領域的裝置，特別涉及一種大型衡器的檢定裝置。
背景技術：
固定式電子衡器是目前世界上技術最為成熟的稱重計量器具，屬於量大面廣的計 量器具，廣泛應用於冶金、化工、鐵路、港口及工礦企業各種載重車輛及貨物計量，以及用於 貿易結算、生產過程中稱重流程的工藝控制，是企業提高稱重計量現代化水平的理想計量 設備。固定式電子衡器的工作原理是將被稱重物或載重汽車置於秤臺上，在重力作用下，秤 臺將重力傳遞至搖擺支承(鋼球、壓頭等)，使稱重傳感器彈性體產生形變，貼附於彈性體 上的應變片橋路失去平衡，輸出與重量值成正比例的電信號，經線性放大器將信號放大，再 經A/D轉換為數位訊號，然後由儀表的微處理器對信號進行處理後直接顯示重量數。固定式電子衡器在實際投入使用前必須進行檢定，確定其準確度等級，另外，大型 衡器在使用一段時間後或更換器件後，也要進行再次檢定，確認其準確度等級，以便作相應 調整使之滿足準確度要求。現有的檢定固定式電子衡器用的標準器主要有三種，標準號為 GB7723-2008的固定式電子衡器的國家標準(該標準採用國際建議OIML R76《非自動衡器》 (2006E))中明確指出了允許採用的下述三種檢定用標準器一是砝碼，具體是指標準砝碼 或標準質量；二是輔助檢定裝置，具體是指衡器配備輔助檢定裝置或獨立的輔助檢定裝置； 三是檢定用標準砝碼，具體是指部分標準砝碼和其他任意固定載荷替代標準砝碼。然而，在JJG539-1997《數字指示秤》檢定規程中規定檢定衡器用的標準器是 1.是標準砝碼、2.是標準砝碼和「標準砝碼的替代物」。所以在我國目前檢定固定式電子衡 器所使用的標準器均為標準砝碼或標準砝碼及其替代物，沒有採用輔助檢定裝置作為標準 器來檢定固定式衡器。在R76《非自動衡器》國際建議和GB7723-2008固定式電子衡器國家 標準中對輔助檢定裝置僅作以下規定如果衡器配備輔助檢定裝置，或以單獨的輔助裝置 檢定時，則該裝置的最大允許誤差應為所檢載荷最大允許誤差的1/3。「輔助檢定裝置」是 一種什麼樣的東西呢，在國際建議和GB7723-2008標準中都沒有講，僅規定了 「輔助檢定裝 置」最大允許誤差。到目前為止，全國或世界上關於採用「獨立的輔助檢定裝置」運用於現 場檢定大噸位固定式電子衡器的文獻資料很少見到。
公開日1988年2月17日的中國專利號為CN86105843，其專利名稱為《汽車衡和 軌道衡的檢定裝置》的發明專利揭示了一種非砝碼型的檢定裝置，但該裝置所採用的準壓 力表的準確度根本不可能滿足該類衡器檢定的準確度要求。公告日2003年1月22日的中 國專利號為CN02230837. 7，其專利名稱為《大型衡器檢定儀》的新型專利也公開了一種非砝 碼型的衡器檢定儀，具體技術方案是由檢定傳感器(4)、顯示儀表(7)、施壓裝置、加壓支架 (3)組成，加壓支架與需要檢定衡器的底座成為整體，施壓裝置固定在加壓支架上，檢定稱 重傳感器和顯示儀表的計量準確度大於被檢定的衡器計量準確度，檢定稱重傳感器置於需 要檢定衡器的秤體(9)上，檢定稱重傳感器與施壓裝置之間通過球體連接，檢定稱重傳感器的輸出與顯示儀表連接。施壓裝置的壓力施加在稱重傳感器上，通過顯示儀表顯示出來， 該壓力同時施加在需要檢定衡器的秤體上，通過衡器儀表顯示出來，比較他們顯示值，即可 確定被檢定衡器的計量誤差，但是該檢定裝置只能對衡器中使用的稱重傳感器進行逐個檢 定，該檢定裝置實際上為疊加式力標準機。但該裝置中施壓裝置、加壓支架為手動加載，無 法滿足《JJG734-2001力標準機檢定規程》及《JJG144-2007標準測力儀檢定規程》中對負 荷波動性(力源穩定度)、力值穩定保持時間的要求。檢定量程僅為衡器中使用每個稱重傳 感器載荷值，不是對衡器的滿量程進行檢定，由于衡器的測量準確度不僅與各個稱重傳感 器的準確度有關，而且還與秤臺的剛度、秤臺的基礎、儀表的準確度、接線盒有關。也就是說 衡器中使用的稱重傳感器合格，衡器的計量性能不一定合格。所以不是對衡器計量性能進 行全面檢定，檢定過程中還需要另外考慮秤臺臺面的撓度、秤臺的基礎、儀表的準確度、接 線盒對衡器準確度的影響，因為只能在稱重傳感器處進行檢定，所以檢定過程不能模擬實 際的稱重狀態，所以該檢定裝置對衡器的檢定僅對衡器中使用的稱重傳感器進行近似的模 擬比對，最關鍵的是不能直接對衡器實施檢定。目前，全國對固定式電子衡器檢定方法如下以檢定100噸固定式電子汽車衡為 例說明，按照GB7723-2008固定式電子衡器國家標準或JJG539-1997《數字指示秤》檢定規 程要求，採用標準砝碼和「標準砝碼的替代物」進行檢定。其中，如圖1所示，需要說明的是 規格為100噸的固定式電子汽車衡2』，三節共18米長、e = 50kg、m = 2000，包括秤顯示儀表 21』，包括三個秤臺臺面，分別編號為211』，212』，213』，採用八個稱重傳感器，分別編號為 231』-238』，在各稱重傳感器的上方包括八個稱重傳感器支承點，分別編號為241』-248』，每 一稱重傳感器支承點的周圍劃分一對應的偏載測試區域，如圖1中虛線框所示，分別編號 為251』 -258』，檢定時，將標準砝碼或標準砝碼的替代物3』放置在上述的各偏載測試區域 逐一進行偏載測試，具體的計量性能檢定過程如下1、預壓應預加一次載荷到100t，或用不少於50t的載重車輛往返通過承載器不 少於3次；2、置零與除皮裝置的準確度；3、加載前的置零；4、稱量性能4. 1採用標準砝碼和替代物檢定時為確認標準砝碼量而對秤進行重複性測試 首先檢查50t稱量點的重複性，在承載器上施加3次50t標準砝碼，若重複性誤差不大於 0. 3e，標準砝碼3』可減少至35%最大秤量；若重複性誤差不大於0. 2e，標準砝碼3』可減少 至20 %最大秤量；4. 2稱量測試從零點起按由小到大的順序加砝碼或替代物3』至100t，用相同方 法卸砝碼至零點，測試至少應選定lt、25t、50t、75t、100t五個檢定點；4. 3除皮稱量測試至少應對2個不同的皮重量進行除皮稱量測試，按照4. 2進 行，測試點為lt、50t、最大允許誤差改變的秤量、可能的最大淨重值、80t五個檢定點；4. 4偏載測試用14t的標準砝碼3』輪流加放在8個偏載測試區域251』 -258』進 行測試，直至滿足在8個偏載測試區域測試251』 -258』的示值誤差均不大於50kg ；4. 5鑑別力測試在lt、50t、100t稱量點測試，檢定過程中同時進行；4. 6重複性測試分別在50t秤量和接近最大秤量(90t)進行兩組測試，每組至少重複3次。在上述的檢定過程中，需搬運砝碼或替代物的噸位量1、上述預壓過程中需搬運 100t ;2、上述4. 1中採用標準砝碼和替代物檢定時為確認標準砝碼量而對秤進行重複性測 試需搬運150t ;3、上述4. 2中稱量測試需搬運100t ;4、上述4. 3中除皮稱量測試需搬運 160t ;5、上述4. 4中偏載測試需搬運112t ；6.上述4. 6中重複性測試需搬運270t。所以，採用標準砝碼或標準砝碼和替代物檢定固定式電子衡器的檢定方法存在以 下缺點1、檢定工作量巨大、效率極低。檢定一臺合格100t固定式電子汽車衡共需搬動砝 碼和替代物達932t，若不合格就應該調整，調整後就得重新檢定，重新檢定就得再次搬運砝 碼，其搬運砝碼或替代物達上千噸以上；2、搬運大量砝碼或替代物的安全性極差。由於電子汽車衡的承載臺面面積有限 (如100噸，臺面面積也只有54平方)，要在有限的面積上堆放100噸的砝碼或替代物是很 困難，在裝卸砝碼或替代物時是很危險的；3、替代物難於尋找。不是每臺大型電子汽車衡的用戶都能提供合適的替代物，如 安裝在公路旁的公平秤就很難找到合適的替代物、鐵路、港口、有毒液、氣體化工企業、紡織 廠、煤礦等用戶也很難提供合適的替代物；4、標準砝碼難於運輸。檢定一臺100噸汽車衡，至少要運輸50噸標準砝碼；檢定 一臺150噸汽車衡，至少要運輸75噸標準砝碼。而目前在國內運輸一次砝碼也只能15噸 左右，特別是山區地帶，有危橋限載、道路限載、地形限載，安裝在山溝裡(如礦山)等等就 會限制一次砝碼運輸量；5、成本費用極高。運輸和搬運如此多的標準砝碼或替代物，需要多部檢衡車和吊 車，檢定需要幾天時間(檢一臺100噸汽車衡一般需7個工作日)和多人合作才能完成檢
定工作。綜上所述，由於目前大部分縣級、市級、省級計量檢定單位對大型衡器(如150噸 電子汽車衡)檢定沒有足夠的標準砝碼；即使有了足夠的標準砝碼，其砝碼裝卸、運輸砝碼 的安全性、運輸成本在現有的技術條件也是無法保證；其次，就算是砝碼運輸到現場，若按 JJG539-1997《數字指示秤》檢定規程中規定進行檢定，其檢定工作量巨大，檢定耗時過長， 因而無法保證按檢定規程進行。由此可見，檢定大型固定式電子衡器時，標準器採用標準砝 碼或標準砝碼和替代物的檢定方法是需要改進的。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種結構簡單的大型衡器的檢定裝置， 一種大型衡器的檢定裝置，可以大大提高檢定大型衡器的工作效率和安全性、及節約成本。本實用新型是通過以下技術方案解決上述技術問題的一種大型衡器的檢定裝 置，包括至少與被測衡器的稱重傳感器數量一致的檢定單元和一用於支撐各檢定單元的基 礎，所述基礎上設置有一用於容置被測衡器的基坑，且該基坑兩側的基礎上分別設置有基 礎預埋板；每該檢定單元均包含一固定於基礎預埋板上的基座、一設於一承壓板上的力傳 感器、一加力槓桿、一槓桿支座、一設於基座上的加力油缸、及一對中放置於力傳感器上的 球頭承壓墊，所述承壓板置於被測衡器的秤臺上，所述槓桿支座的一端與基礎預埋板固定連接,且該槓桿支座的另一端樞接於加力槓桿,所述加力槓桿的一端位於球頭承壓墊上方 且與該球頭承壓墊接觸，該加力槓桿的另一端通過一支撐杆與加力油缸的活塞連接。進一步地，所述槓桿支座的另一端樞接於加力槓桿的中部。本實用新型一種大型衡器的檢定裝置的有益效果在於採用該檢定裝置對大型衡 器進行檢定，能夠解決現有技術中採用標準砝碼或標準砝碼和替代物或其它非砝碼型衡器 檢定裝置檢定固定式電子衡器時存在的檢定工作量巨大，檢定耗時耗力、檢定過程繁瑣、準 確度不夠等各種問題，即可以大大提高檢定的工作效率和安全性、及節約成本，另外，該檢 定裝置具有結構簡單的特點。
下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的描述。圖1是現有技術中採用標準砝碼或標準砝碼和替代物檢定衡器的示意圖。圖2是本實用新型一種大型衡器的檢定裝置應用時的主視圖。圖3是本實用新型一種大型衡器的檢定裝置應用時的俯視圖(除去基礎)。圖4是本實用新型中檢定單元的示意圖。圖5為本實用新型中力傳感器(除去外殼)的立體結構示意圖。圖6為本實用新型中力傳感器的推力關節軸承與上承壓板、均壓板的配合圖。圖7為本實用新型中的力傳感器的工作原理圖。
具體實施方式請結合參閱圖2與圖4，本實用新型一種大型衡器的檢定裝置100，包括至少與被 測衡器200的稱重傳感器201的數量一致的檢定單元101和一用於支撐各檢定單元的基 礎102，所述基礎102上設置有一用於容置被測衡器200的基坑1021，且該基坑1021兩側 的基礎102上分別設置有基礎預埋板1022 ;每該檢定單元101均包含一固定於基礎預埋板 1022上的基座1011、一設於一承壓板1012上的力傳感器1013、一加力槓1014桿、一槓桿支 座1015、一設於基座1011上的加力油缸1016、及一球頭承壓墊1017，所述承壓板1012置於 被測衡器200的秤臺202上，所述槓桿支座1015的一端10151與基礎預埋板1022固定連 接，且該槓桿支座1015的另一端10152樞接於加力槓桿1014，所述加力槓桿1014的一端 10141位於球頭承壓墊1017上方且與該球頭承壓墊1017接觸，該加力槓桿1014的另一端 10142通過一支撐杆1018與加力油缸1016的活塞10161連接；所述球頭承壓墊1017對中 放置於力傳感器1013上，具體地，球頭承壓墊1017的縱軸線與力傳感器1013的縱軸線應 滿足同軸度範圍的要求，從而使力傳感器1013的受力軸線與力傳感器1013本身的軸線基 本一致，進而保證力傳感器1013測量的準確性；另外，在本實施例中檢定單元101的數量與 被測衡器200的稱重傳感器201數量一致。為了方便快速的得出加力油缸1016產生的力通過加力槓桿1014施加在球頭承壓 墊1017上的力的大小，將槓桿支座1015的另一端10152樞接於加力槓桿1014的中部，此 時，在油路接通後，加力油缸1016促使活塞10161向上運動，活塞10161通過支撐杆1018 使得加力槓桿1014的另一端10142受到向上的作用力F!，根據槓桿原理，加力槓桿1014的 一端10141將施加給球頭承壓塊向下的作用力F2，且F2的值與匕的值相等。[0039]請結合參閱圖2與圖3，本實用新型檢定裝置應用時，以檢定包括8個稱重傳感器 201的汽車衡器200為例來說明闡述將汽車衡器200放置於基坑1021內，因每一個稱重 傳感器201上方的秤臺202上均劃分有一對應的偏載測試區域(未圖示)，每一個偏載測 試區域對應安裝一個本實用新型的檢定裝置100 (如圖3所示)，並根據如圖2所示進行安 裝，且在具體安裝過程中需將承壓板1012置於偏載測試區域的中心位置上；之後設定加力 油缸1016的控制質量值，接著開啟加力油缸1016的油路，加力油缸1016促使活塞10161向 上運動，活塞10161通過支撐杆1018使得加力槓桿1014的另一端10142受到向上的作用 力F!，根據槓桿原理，加力槓桿1014的一端10141將施加給球頭承壓塊向下的作用力F2，使 力傳感器1013受力並顯示顯示相應的重量值；同時承壓板1012承受與F2力值大小相等的 載荷，由於承壓板1012放在汽車衡器200的秤臺202檯面上，使汽車衡器200秤臺202臺 面受到向下的且大小同樣為F2力值載荷(相當於貨物的重量值)，並通過稱重傳感器201 顯示重量值；直到力傳感器1013的顯示值達到加力油缸1016設定的質量值時，此時汽車衡 器200的稱重傳感器201顯示的重量值與力傳感器1013顯示值的差值即為汽車衡器200 的測量誤差值。此外，為了解決了現有的力傳感器容易因其上承壓板工作變形、被測物體對中誤 差而導致的檢測示值產生偏差的問題，本實用新型力傳感器1013採用如圖5所示的結構。請詳細參閱圖5，力傳感器1013包括一顯示儀(未圖示)、一下承壓板1、一由三個 呈120°排布的傳感器21構成的傳感器組2、一位於傳感器組2上方的上承壓板3、一架設 於傳感器組2上的均壓板4、三個分別對應設於三個傳感器21上方且位於該均壓板4與上 承壓板3之間的推力關節軸承5。所述顯示儀(未圖示)與傳感器組2連接；所述傳感器 組2置於下承壓板1上，且每所述傳感器21均與下承壓板1、均壓板4定位連接。每所述傳 感器21均含有彼此浮動連接的一彈性體211和一對中調節壓頭212 ;所述彈性體211插設 於一殼體213中，且該彈性體211的上表面為一第一曲面2111 ;所述對中調節壓頭212與 均壓板4定位連接，即每所述傳感器21均通過相應的對中調節壓頭212與均壓板4定位連 接，且該對中調節壓頭212的底面設有一與所述第一曲面2111相配合的第一凹槽2121 ;所 述對中調節壓頭211和彈性體212的縱軸相重合。請結合參閱圖5與圖6，每所述推力關節軸承5均與上承壓板3定位連接，且每所 述推力關節軸承5均與均壓板4固定連接。每所述推力關節軸承5的縱軸均與對應傳感器 21的縱軸相重合；每所述推力關節軸承5均含有相互浮動連接的一球頭51和一球座52 ;所 述球頭51通過一連接件6與上承壓板3定位連接，且該球頭51的底面為一第二曲面511 ； 所述球座52與均壓板4固定連接，且該球座52的上表面設有一與該第二曲面511相配合 的第二凹槽521 ;所述球頭51和球座52的縱軸相重合。請結合參閱圖5與圖7，為了能夠清楚方便地對本實用新型中的力傳感器1013的 原理進行闡述，申請人將三個傳感器21置於同一直線上，如圖7所示，且在圖7中，申請人 對圖5中的推力關節軸承5及中調節壓頭212採用字母符號進行重新標記，具體地，將三個 推力關節軸承5從右至左依次標記為推力關節軸承M、推力關節軸承N、推力關節軸承R，將 對各中調節壓頭212從右至左依次相應標記為中調節壓頭M'、中調節壓頭N'、中調節壓 頭R'。其中，推力關節軸承M、推力關節軸承N、推力關節軸承R、對中調節壓頭M'、對中 調節壓頭N'、對中調節壓頭R'、上承壓板3和均壓板4即構成羅伯威爾機構。由於各球頭51和相應的各球座52均是曲面接觸，各對中調節壓頭212 (見圖5)與相應的各彈性體 211之間亦為曲面接觸，因而推力關節軸承M、推力關節軸承N、推力關節軸承R、對中調節壓 頭r、對中調節壓頭N'、對中調節壓頭R'始終組成兩個大小形狀一致的平行四邊形，分 別為平行四邊形MM' N/ N和平行四邊形NN' R' R。當該力傳感器1013承受載荷F時， 載荷F分布作用於三個彈性體211上方,若載荷F分布不均、不對稱或上承壓板3變形時會 導致上承壓板3傾斜，而因上述的曲面接觸，則無論上承壓板3如何傾斜MM'、RR'都分別 與NN'平行，從而能夠有效降低因上承壓板3工作變形、被測物體(未圖示)對中誤差產生 偏心載荷、傾斜載荷所帶來的檢測誤差。當上承壓板3上的分布載荷即分力F3處於距離彈 性體211為d的位置時，就有一個與&大小相等方向相同的力作用於推力關節軸承M和對 中調節壓頭M'，此時就有一個數值為F3 d的轉矩作用於MM'之間，從而在M處將推力關 節軸承M拉向右側，在M'處將對中調節壓頭M'推向左側，但由於受到NN'(即推力關節 軸承N和對中調節壓頭N')點的限制，在推力關節軸承M和對中調節壓頭M'上將分別產 生大小相等、方向相反的反作用力f3、f3'，從而形成一個與F3 d相等的數值為f3 s(或 f3/ *s)的反向轉矩(s為&與&'作用點之間的橫向距離)，結果F3*d轉矩被f3*s (或 f3/ *s)所平衡，最後，在推力關節軸承M與對中調節壓頭M'上只有與&大小相等方向相 同的力起作用，而與偏心位置和偏心距離無關，同理，這種情況在推力關節軸承N與對中調 節壓頭N'上、推力關節軸承R與對中調節壓頭R'上也完全相同。因此當對力傳感器1013 施加一載荷F即作用力F時，不論旋轉還是改變力傳感器1013的安裝狀態，顯示儀(未圖 示)顯示前後兩次的數值差異很小，因而該力傳感器1013具有良好的旋轉效應，即檢測示 值復現性良好。綜上，本實用新型一種大型衡器的檢定裝置100無需採用標準砝碼或標準砝碼和 替代物對大型衡器進行加載卸載，且與現有其它非砝碼型衡器檢定裝置相比，不僅結構簡 單，而且可大大提高檢定的工作效率和安全性、及節約成本；另外，本實用新型中的力傳感 器1013的改進能有效提高其檢測示值的準確性，解決了因上承壓板工作變形、被測傳感器 對中誤差所導致的檢測示值偏差的問題。另外，本實用新型中雖然以汽車衡器的檢定為例進行說明，但本實用新型所述的 檢定裝置並不僅限於汽車衡器的檢定，可用於各種用途和結構的大型固定式電子衡器的檢定。
權利要求1.ー種大型衡器的檢定裝置，其特徵在於包括至少與被測衡器的稱重傳感器數量一致的檢定單元和一用於支撐各檢定單元的基礎，所述基礎上設置有一用於容置被測衡器的基坑，且該基坑兩側的基礎上分別設置有基礎預埋板；每該檢定單元均包含一固定於基礎預埋板上的基座、一設於ー承壓板上的カ傳感器、一加カ槓桿、一槓桿支座、一設於基座上的加カ油缸、及ー對中放置於カ傳感器上的球頭承壓墊，所述承壓板置於被測衡器的秤臺上，所述槓桿支座的一端與基礎預埋板固定連接，且該槓桿支座的另一端樞接於加力槓桿，所述加カ槓桿的一端位於球頭承壓墊上方且與該球頭承壓墊接觸，該加カ槓桿的另一端通過ー支撐杆與加力油缸的活塞連接。
2.如權利要求I的ー種大型衡器的檢定裝置，其特徵在於所述槓桿支座的另一端樞接於加カ槓桿的中部。
專利摘要本實用新型提供一種大型衡器的檢定裝置，包括至少與被測衡器的稱重傳感器數量一致的檢定單元和一用於支撐各檢定單元的基礎，基礎上設置一用於容置被測衡器的基坑，且該基坑兩側的基礎上分別設置基礎預埋板；每檢定單元均包含一基座、一力傳感器、一加力槓桿、一槓桿支座、一加力油缸、及一對中放置於力傳感器上的球頭承壓墊，承壓板置於被測衡器的秤臺上，槓桿支座的一端與基礎預埋板固定連接，且槓桿支座的另一端樞接於加力槓桿，加力槓桿的一端位於球頭承壓墊上方且與該球頭承壓墊接觸，加力槓桿的另一端通過一支撐杆與加力油缸的活塞連接。本實用新型的優點在於不僅可以大大提高檢定大型衡器的工作效率和安全性、節約成本，且結構簡單。
文檔編號G01G23/01GK202420656SQ20112055845
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者姚進輝, 林建輝, 王秀榮, 許航, 賴徵創, 郭貴勇 申請人:福建省計量科學研究院