力学计量技术标准装置的应用现状及趋势分析

摘要：自改革开放以来力学计量技术标准装置不断研发、迭代，进步速度非常快，旧有测力仪不断被新型力学计量技术标准装置所取代。在计量学专业领域中，最初应用最广泛的计量方式是借助力学测量过程最终得出物体定量描述的具体参数。在这一环节当中，主要包括对振动、流量、压力、质量等相关参数的计量与测试。在国内经济发展历程中，力学计量技术的地位是至关重要的。但要确保一个更为完善的力学计量体系的建立，还要经过更多的研究与思考，以确保计量标准装置的准确性得到提升，测量效率更高。

关键词：力学计量技术；标准装置；应用

随着制造业不断发展，力学计量需求越来越复杂，简单力学计量技术标准装置无法对由不同力、振动、速度、振源构成的复杂力值进行准确测量。于是在国家有关部门和行业专业人员的共同努力下对力学计量技术标准装置进行优化和迭代，目前已经能够运用力学计量技术标准装置测量大扭矩力值、多分量力值、高频液体质点振动力值、复杂环境力值、多目标速度振源力值、极低值高准确度力值。之所以力学计量基标准体系能够全面完善，是因为力学计量技术标准装置已经可以在多分量、多动态、复杂现场环境中得到准确力值测量结果，直接推动了有力值测量有关各行各业产业的转型升级。为此，需要在实际应用的基础上，强化研究其现状与发展趋势，确保能够最大限度的满足力学的计量需要，促进这项工作的可持续发展。

一、力学计量与力学计量技术标准装置的关系

力学计量的目的是准确得到质量、力值、扭矩、硬度、压力、真空、震动、冲击、转速、恒加速度、流量、流速、容量各个力学参数的测量结果，力学参数和校准过程中需使用力学计量技术标准装置作为测量和校准工具，力学计量技术标准装置的精确度越高最终力学计量结果越精准。力学计量主要在机械制造业、环境监测、交通运输、航空航天等领域应用，这些领域的特点是对力学计量结果精确度的要求比较高。力学计量应用领域逐渐向高精尖发展的同时，必须不断优化高精度、低精度、静态力、动态力、单分量、多分量、常见领域。特殊领域中的力学计量技术标准装置，使力学计量技术标准装置达到与世界接轨水平，因此二者是相互发展、相互促进的关系。

二、力学计量标准装置的应用分析

1、静重式力基、标准机。静重力基、标准机主要以重物的力量为基准力值，并利用一定的程序，运用静态力基、标准机相关程序及测力仪对其进行监控，在静态力和重力检测领域，采用标准机进行力值测量，可以提高力值的精度。一般情况下，在静重式力基、标准机等行业中使用的频率较高，其主要原因在于，在重力测量技术中，采用的是力量仪的标准设备，它的精度更高，而且它的测量困难也更少，因此，在重力测量中，它更适宜于采用静重式力基、标准机。静重式力基、标准机在力学计量中占有很大的比例，由于它的特殊性和优越性，在各种工业领域都有很高的使用频率。

2、传感式力标准装置。在实际生产中，传感式力标准装置的使用较为普遍。由于采用了完整的测量体系，采用高精度的传感信号实现了真实力值的传递。该测量系统可对传感器的软件及附属组件进行定位，利用测量对象的重量、质量，对测量对象的弹性变形进行科学评价，利用输出信号实现了数据的采集，并对质量和传感部件的弹性变化进行了对比。在质量测量和工作结束后，该传感器的力量标准单位才能在实践中得到应用，由信号输出所采集的资料所得到的测量值更为精确。现在，最常用的是压缩式压力传感器，相对于常规的杆式力标准装置，传感式力标准装置的工作原理要复杂得多，虽然在实践中具有一定的实用价值，但并不具有绝对优势。

3、弹簧式力标准装置。弹簧式力标准装置利用弹簧传感元件对被测对象进行测量。测量对象的实际数据由弹性敏感元件获取。弹簧能准确地测量被测对象的压力，在实践中取得了很好的效果，为了得到实际测量对象的尺寸，了解被测量对象的身体强度和弹性部件的真实关系，通常用内衬材料波纹管。该方法测量的弹性材料精度较高。相对于常规的力学计量标准设备，它的运行更为复杂，具有广泛的使用范围和较高的精度，可以在实际应用中发挥重要作用。但是，在实际操作中，必须掌握标准设备的使用方法。弹性式压力标准设备由于其复杂程度和复杂程度而受到限制。

4、液压式力标准装置。液压式力标准装置也是一种很普遍的标准测量仪器。这种仪器通过帕斯卡设备将压力加到密封的液体上，因此可以测量被测物体，可以在显示器上看见一个固定的数值，实际数据是由标准重量和被测物体的对比得到的。相对于其他的计量仪器，它具有广泛的应用范围和广泛的特点，在其他标准设备不能满足要求的情况下，采用液压动力标准设备，其测量精度可达到20 mN。在采用常规液压动力仪进行受测物的受力时，应严格按其应用方法来确定受测物的受力范围，并使其规范化。相对于弹性压力标准机构，它的使用更便捷、更灵活，已被广泛地应用于机械制造行业。

三、力学计量标准装置的应用发展趋势

随着新技术与新材料的发展，数控加工技术、计算机技术、电子技术及信号处理技术在力学计量中的应用，力值计量技术发展快速，在原有的基础上取得了更大的成绩，对提高力学计量的准确性提供了重要的技术支持，扩大了力学的研究范围，使得计量装置不断满足生产与生活需要。尤其在电子信息技术以及数字信息技术在很大程度上已经成为力学技术标准装置在未来主要发展的大方向。

1、自动化。自动化拥有视窗功能齐全的校准软件并且广泛适用于各种力标准机中，显著提高操作效率，校准速度，消除过失及人为误差。在当前所推出的力标准机均实现了自动化。但是，也应该认识到自动化发展中的不足，找出关键问题，促进自动化技术对力学计量技术标准装置的进一步发展，最终做好自动化技术在力学计量技术标准装置中广泛应用，达到高精确度，准确度。

2、动态力研究上的进一步发展。动态力是力学计量研究的重点内容，也是研究是主要方向之一，近年来，由于计量方法不断增加和力学计量装置功能的不断完善，动态力校准的研究得到了进一步的深化。在以后的发展中，动态信号分析处理技术的应用，将会使动态力的发生机理及信号采集成逐渐为力值计量的未来研究与发展方向。由于动态力计量比较困难，同时由于目前我国动态计量设备仍然存在很大的局限性，加大动态力研究并将力学计量标准装置与动态力相结合是发展和研究的重点方向，探索出高效可行的研究方法，实现现实发展需要。

3、传感器技术及激光技术的广泛使用。力学技术标准装置的设计，应融入先进的传感器技术及激光技术，结合其中的优势。通过结合计算机技术，以及相应的多普勒效应及压阻原理，电效应，将力学计量标准装置的准确度提高，充分发挥计算机技术的优势，形成新型传感器元件，提高力学计量装置的精确度。利用激光技术，并采用正弦逼近技术方法，更好地对采集的信号进行处理及改进工作，使得校准比确定程度一定范围内提升，降低失误。

综上所述，力学计量技术已广泛应用于各个行业，技术的发展使得力学计量技术的技术水平也随之提高，在新的形势下，更多的先进技术与力学测量技术相结合，达到了更高的水平和更高的效率，有力地促进了力学测量技术的发展。因此，有关部门要在这方面做一些探讨，以便满足力学计量的需要，推动力学计量工作的迅速发展。

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