[发明专利]载荷平衡测量

摘要

本公开提供一种载荷平衡测量及测量装置。该载荷平衡测量包括：刚性载荷叠加器，叠加和传递载荷对其作用效果的刚体或非绝对刚体；第一个载荷；第二个载荷；惯性参照系，其使所述刚性载荷叠加器相对于其保持静止；系统平衡力，由所述惯性参照系向所述刚性载荷叠加器提供，用以使所述刚性载荷叠加器相对于其保持静止的作用力；力敏元件，其包括采用接触或非接触方式对单一分量作用力正向、负向亦或是正负两个方向的力值或力值变化实施测量；所述第一个载荷、所述第二个载荷以及所述系统平衡力对所述刚性载荷叠加器的作用效果被所述刚性载荷叠加器相叠加，且所述惯性参照系向所述刚性载荷叠加器提供的所述系统平衡力被所述力敏元件测量。

主权项

一种载荷平衡测量，其包括：a刚性载荷叠加器，一种叠加和传递载荷对其作用效果的刚体或非绝对刚体，其可以是具体零部件，也可以是受力部件本身；b第一个载荷，包括由体载荷、线载荷或面载荷形成的对所述刚性载荷叠加器具有单一分量或多分量作用效果的任意载荷，其还包括由多个前述载荷共同作用的等效载荷；c第二个载荷，包括由体载荷、线载荷或面载荷形成的对所述刚性载荷叠加器具有单一分量或多分量作用效果的任意载荷，其还包括由多个前述载荷共同作用的等效载荷；d惯性参照系，测量中选取的参考系，其对所述刚性载荷叠加器的作用效果包括使所述刚性载荷叠加器相对于其保持静止；e系统平衡力，由所述惯性参照系向所述刚性载荷叠加器提供，用以使所述刚性载荷叠加器相对于其保持静止的一个或多个单一分量的正向、负向亦或是正负两个方向的作用力；f力敏元件，对力敏感的弹性或非弹性元件，其包括采用接触或非接触方式对单一分量作用力正向、负向亦或是正负两个方向的力值或力值变化实施测量；其特征是：所述第一个载荷、所述第二个载荷以及所述系统平衡力对所述刚性载荷叠加器的作用效果被所述刚性载荷叠加器相叠加，且所述惯性参照系向所述刚性载荷叠加器提供的所述系统平衡力被所述力敏元件测量；该装置依据平衡原理，利用现有检测装置小量程、高精度的测量特性，将提供用于高度精确和灵敏的测量平面任意力系、任意空间力系、任意平衡力系平衡状况的方法，该装置结构简单，响应迅速、分析简便且测量性能可靠，较已公知的该类技术具有全载荷、高精度以及高分辨率的测量特性，其中所公开的反向共线作用力载荷、反向平面转矩载荷以及反向平面力偶矩载荷平衡测量装置，最大限度的减小了大量程载荷对测量部件的影响，其至少在一定程度上能够克服现有测量中无法对极限量程载荷平衡实施精确测量的技术难题；由其派生的物理量及材料力学性能测量装置还将在一定程度上解决诸如极限量程载荷测量、材料内力测量、材料内力松弛测量、材料杨氏模量测量、材料变形与材料内力单值函数关系测定、极限量程位移测量以及精确控制和定位等测量领域所遇到的技术难题，尤其是所公布的材料内力测量装置还将首次对材料轴力、材料剪力、受弯材料内力偶矩以及受扭材料内力偶矩实现精确测量，所公布的载荷发生或载荷变化控制装置还将为超微力值提供一条量值溯源途径；根据本发明制作的装置期望能够成为现有测量装置的补充，为材料力学以及弹性理论的研究提供可靠的实验验证依据，在材料力学性能测定、高精度测力传感器的研发、新材料研制、精密机械加工乃至装备总成后的性能测试中得到广泛的应用，期望该装置能够为材料力学性能试验机、力学计量校准设备、新型极限力值标准机、标准测力仪、专用测量装置、新型力学测量装置以及高精度、全量程测力称重传感器的研发提供一条全新的设计思路，该载荷平衡测量可能涉及国家重大利益。