2025年07月31日 星期四
60MN叠加式力标准装置
发布时间:2020-11-05 文章来源:福建省计量科学研究院 阅读量:19858

简介

    60MN叠加式力标准装置是原国家质检总局科技计划《60MN叠加式力标准装置》(项目编号2010QK017)的研究成果。为目前世界上量程最大的力标准装置,主要用于解决(2~20)MN量程段(0.05级)、(5~60)MN量程段(0.1级)的大力值量值溯源标准,建立具有自校准能力的大力值传感器串并联力值传递系统(平台),提高60MN大力值计量标准测量结果的置信度和有效性。

    力标准装置广泛应用于计量技术机构、检测机构、建筑交通、科研院所、国防工业、重点工程等各个领域,实现对测力仪、负荷传感器、液压千斤顶、荷载箱等计量器具进行检定、校准,以确保力值量值溯源与传递的准确、可靠。60MN叠加式力标准装置的计量标准的建立,为全国计量技术机构提供检定、校准服务,解决了我国超大力值无法准确量值溯源的问题;为国内传感器生产企业及超大力值产品的转型升级提供技术支撑;突破国防装备、交通、建筑等关键领域中超大力值无法检测的瓶颈;显著促进了行业的技术进步。本项目获得多项发明专利,获2016年度福建省科技进步一等奖、2017年度中国计量测试学会科技进步一等奖。

主要性能特点

    60MN叠加式力标准装置是目前世界上量程最大的力标准装置,其技术指标,20MN档:0.05%;60MN档:0.1%;力源稳定性:0.002%;力源均匀性:0.1%/FS;回零差:0.002%/FS,计量性能较高,其技术水平达到国际领先。

 

60MN叠加式力标准装置

  •     技术关键及创新性:

  •     1、首创球铰式二次调节结构的参考传感器组,有效地减小了参考传感器组受偏心倾斜载荷时引起的力寄生分量,确保力值的准确传递。

  •     2、国内首次在力标准机液压力源上采用主油缸和12个副油缸组合式油缸设计方案;控制上采用双泵联动泵控缸技术与高速自适应PID算法相结合,保证装置复现力值的高稳定性和高可靠性,实现力源控制稳定度优于0.01%/30min

  •     3、首创带T型上梁和底座的框架式叠加式力标准机机架结构,确保装置在60MN额定试验力下具有足够的刚度和良好的稳定性。

  •     4、首创上悬锁紧式与下置自由式结合的高度调节装置,有效调节试验空间,可同时满足测力仪、大型桥梁支座等的检测需求。

  •     5、首次在力标准机上实现参考传感器组的整体自动切换、自动定位,减小了参考装置复现带来的系统误差,提高装置的准确性。

  •     技术评价:

  •     中国工程院叶声华院士、王海舟院士,国际计量技术联合会力值与质量技术委员会Kumme主席等多名专家一致认为,“该项目技术难度大,创新性强”,“其主要技术指标在同类装置中处于国际领先水平”。

  •     国际比对与验证:

  •     60MN叠加式力标准装置与国际同类装置相比,本装置量程为世界最大,准确度达到国际领先水平。以福建省计量院作为主导实验室,先后与英国、德国进行国际比对,结果显示:60 MN 力标准装置与英国国家物理研究院(NPL30 MN 力标准机(准确度0.2%)在10 MN20 MN30 MN 力值点的一致性优于0.06%;与德国联邦物理技术研究院(PTB16.5 MN 力标准机(准确度0.01%)在10 MN16.5MN力值点的一致性优于0.05%,取得国际等效。基于60MN力标准装置的国际地位,受邀代表中国参与欧洲计量联合研究计划(EMRP),对德国PTB “兆牛顿范围内力可追溯性”项目中研制的30 MN50 MN 力传递系统进行比对验证,双方在20MN50MN范围内力值偏差为-0.029%0.002%,该结果在同类测试中处于国际最高水平。

主要技术指标

    60MN叠加式力标准装置是目前世界上量程最大的力标准装置,测量范围为(2MN60MN),其计量性能指标为:(220MN量程段准确度为0.05%,(20~60MN量程段准确度为0.1%;试验空间长×宽×高(mm):2400×2400×1500