超大量程(大于20MN)力標準裝置是實現(xiàn)超大力值精準測量的基礎(chǔ),是目前國際力值計量領(lǐng)域研究的熱點之一,其發(fā)展水平反映了一個國家科技發(fā)展的整體實力。

近期，江蘇省計量院超大力值的30MN疊加式力標準機已開展標準測力儀、工作測力儀和力傳感器等(1～30)MN的超大力值計量器具的校準(非CNAS)工作。

該標準機測量范圍為1MN～30MN，其準確度在1MN至20MN段為0.05級、在20MN以上為Urel=0.1%(k=2)。經(jīng)過中國計量科學(xué)研究院20MN測力儀標準裝置的校準，以及與福建省計量科學(xué)研究院60MN疊加式力標準機標準裝置(國內(nèi)較大力值標準裝置)比對驗證后，標準機已開始投入試運行，目前已為南京市計量監(jiān)督檢測院、博世汽車技術(shù)服務(wù)(中國)有限公司、泰州市計量測試院和淮安市計量測試中心等單位進行了大力值計量服務(wù)，并計劃在明年上半年迎接30MN疊加式力標準機標準裝置的建標考核。屆時，江蘇省計量科學(xué)研究院的大力值標準裝置將進入國內(nèi)先進行列。

測力儀用于測量各種力值或載荷的便攜式計量儀器。又稱測力計。有各種不同的分類，根據(jù)使用對象分為工作測力儀和標準測力儀。評價測力儀準確度等級的主要指標是重復(fù)性R，穩(wěn)定度Sb。R反映一次完整檢定過程中，多次加(卸)載所得數(shù)據(jù)的變化;Sb反映相隔一段時間后檢定所得數(shù)據(jù)與上次數(shù)據(jù)的差異。

用于靜重式、杠桿式、液壓式及疊加式測力機檢定或比對的標準測力儀，多為測力傳感器式，其準確度分為0.01、0.03和0.05三級。各種形式的測力傳感器配以適當?shù)碾姕y儀表后，即構(gòu)成傳感器式測力儀或電子式測力儀。標準測力儀目前仍以量程寬、準確度高、適應(yīng)性強的電阻應(yīng)變式傳感器為主。用于各類材料試驗機檢定或校準的標準測力儀，多為百分表式，其準確度分為0.03，0.05和0.1三級。

分為數(shù)式測力儀和機械式測力儀(指針式)兩種。

1、數(shù)字式測力儀，采用超大顯示屏可精確的現(xiàn)實測量所得到的最大信息量;當前值，最大值，最小值等，同時還可以用進度條的形式標示測試力是否接近了最大量程。如需有，可利用背光使讀數(shù)變得可加方便、舒適。

2、指針式測力儀，設(shè)有一個大型的2.25英寸的表盤，為提高分辨率和可讀性，峰值保持按鈕，符合人體工程學(xué)的形狀和。5%滿量程精度改善。

力傳感器將力的量值轉(zhuǎn)換為相關(guān)電信號的器件。力是引起物質(zhì)運動變化的直接原因。力傳感器能檢測張力、拉力、壓力、重量、扭矩、內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變等力學(xué)量。具體的器件有金屬應(yīng)變片、壓力傳感器等，在動力設(shè)備、工程機械、各類工作母機和工業(yè)自動化系統(tǒng)中，成為不可缺少的核心部件。 力能夠產(chǎn)生多種物理效應(yīng)，可采用多種不同的原理和工藝，針對不同的需要設(shè)計制造力傳感器。

力傳感器主要有：

(1)被測力使彈性體(如彈簧、梁、波紋管、膜片等)產(chǎn)生相應(yīng)的位移，通過位移的測量獲得力的信號。

(2)彈性構(gòu)件和應(yīng)變片共同構(gòu)成傳感器，應(yīng)變片牢固粘貼在構(gòu)件表面上。彈性構(gòu)件受力時產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片電阻值變化(發(fā)生應(yīng)變時，應(yīng)變片幾何形狀和電阻率發(fā)生改變，導(dǎo)致電阻值變化)，通過電阻測量獲得力的信號。應(yīng)變片可由金屬箔制成，也可由半導(dǎo)體材料制成。

(3)利用壓電效應(yīng)測力。通過壓電晶體把力直接轉(zhuǎn)換為置于晶體兩面電極上的電位差。(4)力引起機械諧振系統(tǒng)固有頻率變化，通過頻率測量獲取力的相關(guān)信息。(5)通過電磁力與待測力的平衡，由平衡時相關(guān)電磁參數(shù)獲得力的信息。

力傳感器主要由三個部分組成：

1---力敏元件(即彈性體，常見的材料有鋁合金，合金鋼和不銹鋼)

2---轉(zhuǎn)換元件(較為常見的是電阻應(yīng)變片)

3---電路部分(一般有漆包線，pcb板等)

新聞來源：江蘇省計量科學(xué)研究院

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