淺談測(cè)克(力)計(jì)的校準(zhǔn)方法

劉鵬

(天津市電子儀表實(shí)驗(yàn)所，天津300210)

0 引言

目前很多的電子元器件生產(chǎn)廠，尤其是一些手機(jī)配件和精密儀器配件的生產(chǎn)廠，在產(chǎn)品的制造、檢測(cè)、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)都需要用到測(cè)克計(jì)或測(cè)力計(jì)。測(cè)克(力)計(jì)適用于繼電器接點(diǎn)壓力、電子開(kāi)關(guān)、微型開(kāi)關(guān)、閥門、彈簧拉壓力、刻度盤測(cè)量?jī)x器主軸壓力、自動(dòng)電話設(shè)備接點(diǎn)和銜鐵壓力等機(jī)械壓力，磁帶錄音機(jī)緩沖裝置壓力等接觸點(diǎn)壓力，及其它精密的壓力、拉力的測(cè)試。并且具有以下特點(diǎn):①使用簡(jiǎn)便;②外形精致;③測(cè)試時(shí)，只要以觸針拔動(dòng)需要測(cè)試的物件，使之從靜止?fàn)顟B(tài)移動(dòng)到需要的位置即可。④既可沿順時(shí)針?lè)较颍部裳啬鏁r(shí)針?lè)较驕y(cè)試，但觸針臂必須始終與推拉力的方向垂直;⑤測(cè)克(力)計(jì)分單針和雙針，而雙針測(cè)克(力)計(jì)在測(cè)得最高數(shù)值后，從動(dòng)針即停止不動(dòng)，方便測(cè)試者讀取測(cè)試值。

1 結(jié)構(gòu)及校準(zhǔn)方法

測(cè)克(力)計(jì)是一種測(cè)量小力值的儀器，利用杠桿原理使儀表內(nèi)部的彈簧受力，帶動(dòng)內(nèi)部齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)使指針轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到顯示數(shù)值。測(cè)克(力)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

一般測(cè)克(力)計(jì)的量程是30 ～300 g 不等。測(cè)克(力)計(jì)的校準(zhǔn)方法，從總體上說(shuō)可以分為兩種:一種是用相應(yīng)等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀校準(zhǔn)，另一種是用相應(yīng)等級(jí)的砝碼進(jìn)行校準(zhǔn)。在對(duì)這兩種試驗(yàn)方法進(jìn)行對(duì)比之后得到以下一些認(rèn)識(shí)。

圖1 測(cè)克(力)計(jì)結(jié)構(gòu)圖

利用砝碼作為標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，根據(jù)JJG455 －2000《工作測(cè)力儀檢定規(guī)程》，一般測(cè)克(力)計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)為5 級(jí)或更低。所以選擇F2等級(jí)的砝碼作為標(biāo)準(zhǔn)器，就可以滿足標(biāo)準(zhǔn)器的準(zhǔn)確度級(jí)別至少優(yōu)于被檢測(cè)測(cè)力儀準(zhǔn)確度級(jí)別的3 倍的要求。我采用1 g 到5 kg的一組F2等級(jí)的專用砝碼進(jìn)行測(cè)克(力)計(jì)的校準(zhǔn)。由于測(cè)克(力)計(jì)的受力點(diǎn)是一個(gè)小孔，無(wú)法直接放置砝碼;所以利用棉線或者其他彈性形變較小的細(xì)線做為一個(gè)連接測(cè)克(力)計(jì)和砝碼的裝置。把測(cè)克(力)計(jì)固定到夾具上，然后選擇相應(yīng)型號(hào)的砝碼掛到連接裝置上對(duì)測(cè)克(力)計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。這種實(shí)驗(yàn)方法因采用的標(biāo)準(zhǔn)器是砝碼，所以準(zhǔn)確度比較高，并且重復(fù)性也很好。但是由于測(cè)克(力)計(jì)的量程比較小，所以連接線重量會(huì)帶來(lái)一些誤差(由于測(cè)克(力)計(jì)的分辨力很大，所以這種誤差的影響并不大)。這種連接方式即原始又麻煩，容易造成各種人為誤差，并且只能測(cè)垂直方向的力。

利用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀作為標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，選擇準(zhǔn)確度等級(jí)為0.2 級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀，就可以滿足國(guó)家檢定規(guī)程JJG 455 －2000 《工作測(cè)力儀檢定規(guī)程》的要求。首先將測(cè)克(力)計(jì)固定在夾具上，然后將標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀的傳感器與測(cè)克(力)計(jì)的受力點(diǎn)放置在同一直線上?？梢酝ㄟ^(guò)絲杠傳動(dòng)、電動(dòng)傳動(dòng)或者手動(dòng)傳動(dòng)來(lái)施加作用力。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀上的示值和測(cè)克(力)計(jì)上的示值進(jìn)行校準(zhǔn)。這種方法可以測(cè)量不同方向的力，能夠最好地模擬測(cè)克(力)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)工作的狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀具有分辨力高、操作簡(jiǎn)便、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)。不過(guò)由于測(cè)克(力)計(jì)的外形大小不一，測(cè)力桿的軸心位置不同，固定時(shí)務(wù)必將測(cè)克(力)計(jì)軸心與標(biāo)準(zhǔn)器的軸心對(duì)準(zhǔn)，并且調(diào)整傳感器受力點(diǎn)，使測(cè)克(力)計(jì)的受力刻線同傳感器的受力點(diǎn)一致。所以這個(gè)方法需要裝備幾套不同的夾具來(lái)配合不同的測(cè)克(力)計(jì)。

2 小結(jié)

這兩種校準(zhǔn)方法各有利弊。可以根據(jù)工作量的大小，以及被校準(zhǔn)測(cè)克(力)計(jì)的準(zhǔn)確度進(jìn)行選擇。利用砝碼的校準(zhǔn)方法在遇到數(shù)量較少的測(cè)克(力)計(jì)或高精度測(cè)克(力)計(jì)時(shí)，還可以比較方便地完成校準(zhǔn)工作。遇到大批量的測(cè)克(力)計(jì)時(shí)，利用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀的校準(zhǔn)方法能夠大大提高工作效率、節(jié)約工作時(shí)間。

［1］國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.JJG455 －2000 工作測(cè)力儀檢定規(guī)程［S］. 北京:中國(guó)計(jì)量出版社，2000.

［2］焦獻(xiàn)瑞. 測(cè)力儀校準(zhǔn)方法的比較［J］. 航空計(jì)測(cè)技術(shù)，2000，(4):10 －12，25.