專利名稱：一種提高機(jī)械式天平再位性的結(jié)構(gòu)及方法
一種提高機(jī)械式天平再位性的結(jié)構(gòu)及方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于質(zhì)量計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于機(jī)械式天平的提高機(jī)械式天平再位性的結(jié)構(gòu)及方法。
背景技術(shù)：
機(jī)械式天平在我國(guó)有悠久的歷史，它基于杠桿及杠桿平衡原理制造。所謂杠桿是指在外力作用下能繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體，杠桿平衡原理是指杠桿平衡時(shí)，作用于杠桿上的所有外力對(duì)轉(zhuǎn)軸力矩之和為零。
一臺(tái)合格的機(jī)械天平，應(yīng)具有穩(wěn)定性、正確性、靈敏性和不變性四大計(jì)量特性。穩(wěn)定性是指天平在受到擾動(dòng)后，能夠自動(dòng)回到它們的初始平衡位置的能力；正確性是指橫梁的左、右兩臂長(zhǎng)度具有正確固定的比值；靈敏性是指天平能覺(jué)察出放在秤盤上的物體質(zhì)量改變量的能力；不變性是指在相同條件下，多次測(cè)量同一物體，所得結(jié)果的一致性程度。
對(duì)于機(jī)械天平來(lái)說(shuō)，橫梁就是杠桿，其支點(diǎn)就是固定軸，由于一直以來(lái)，機(jī)械天平的支點(diǎn)都是采用刀子刀承的結(jié)構(gòu)，示意圖如圖1所示，即在立柱4上加裝刀子3，使橫梁1及固定在橫梁1上的刀座2自由放置在刀子3上。工作時(shí)，刀子與刀承之間線接觸，當(dāng)天平橫梁兩端存在不平衡力矩時(shí)，橫梁可繞刀子刀承之間的接觸線旋轉(zhuǎn)。如果刀子刀承之間的接觸位置發(fā)生改變，會(huì)影響杠桿的臂比，那么杠桿的基本原理就受到破壞，這種破壞在專業(yè)術(shù)語(yǔ)上稱為“再位性”差，“再位性”差的天平，其計(jì)量特性必然受到較大的影響。
為消除機(jī)械天平的“再位性”誤差，需要采用一種全新的結(jié)構(gòu)替代刀子刀承，固定天平的支點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高機(jī)械式天平再位性的全新結(jié)構(gòu)及方法，其以固定支點(diǎn)替代機(jī)械天平的刀子刀承支承方式，消除其“再位性”誤差。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案一種提高機(jī)械式天平再位性的結(jié)構(gòu)，其包括一個(gè)固定橫梁，固定橫梁固定在橫梁底座上方，橫梁底座的兩端對(duì)稱位置處分別固定連接一個(gè)橫梁懸掛吊簧的下端，這兩個(gè)橫梁懸掛吊簧的上端分別固定連接在吊簧支座頂端兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置的突起上；每片橫梁懸掛吊簧的兩側(cè)中心對(duì)稱位置處均帶有一個(gè)凹槽，兩片橫梁懸掛吊簧的凹槽的軸線即為固定橫梁的旋轉(zhuǎn)軸線。
如上所述的一種提高機(jī)械式天平再位性的結(jié)構(gòu)，其所述的固定橫梁結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方形或扇形，固定橫梁的底部中心開(kāi)有一個(gè)凹槽，橫梁底座中心處帶有的突出部位恰好嵌入固定橫梁的底部中心凹槽內(nèi)，并通過(guò)螺釘穿過(guò)橫梁底座和固定橫梁，將橫梁底座和固定橫梁緊固。
如上所述的一種提高機(jī)械式天平再位性的結(jié)構(gòu)，其所述的吊簧支座的頂端開(kāi)有凹槽，在該凹槽的兩側(cè)對(duì)稱位置處延伸出一個(gè)突起，兩片橫梁懸掛吊簧的上端就分別通過(guò)螺釘固定連接在這些突起上；橫梁底座的底端與吊簧支座的凹槽端面距有一定間隙。
如上所述的一種提高機(jī)械式天平再位性的結(jié)構(gòu)，其所述的橫梁懸掛吊簧為鈹青銅材料制成，固定橫梁為銦鋼材料制成。
本發(fā)明所述的一種提高機(jī)械式天平再位性的方法，其包括如下步驟
(a)采用固定形式的固定橫梁，將固定橫梁固定在橫梁底座上方；
(b)在橫梁底座的兩端對(duì)稱位置處分別固定連接一個(gè)橫梁懸掛吊簧的下端，這兩個(gè)橫梁懸掛吊簧的上端分別固定連接在吊簧支座頂端兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置的突起上；每片橫梁懸掛吊簧的兩側(cè)中心對(duì)稱位置處均帶有一個(gè)凹槽；
(c)進(jìn)行位置調(diào)試，直到固定橫梁的旋轉(zhuǎn)軸線為兩片橫梁懸掛吊簧的凹槽的軸線。
如上所述的一種提高機(jī)械式天平再位性的方法，其步驟(b)中所述的吊簧支座的頂端開(kāi)有凹槽，在該凹槽的兩側(cè)對(duì)稱位置處延伸出一個(gè)突起，兩片橫梁懸掛吊簧的上端就分別通過(guò)螺釘固定連接在這些突起上；橫梁底座的底端與吊簧支座的凹槽端面距有一定間隙。
如上所述的一種提高機(jī)械式天平再位性的方法，其步驟(a)中所述的固定橫梁的底部中心開(kāi)有一個(gè)凹槽，橫梁底座中心處帶有的突出部位恰好嵌入固定橫梁的底部中心凹槽內(nèi)，并通過(guò)螺釘穿過(guò)橫梁底座和固定橫梁，將橫梁底座和固定橫梁緊固。
如上所述的一種提高機(jī)械式天平再位性的結(jié)構(gòu)，其所述的橫梁懸掛吊簧為鈹青銅材料制成，固定橫梁為銦鋼材料制成。
本發(fā)明的效果在于本發(fā)明提供一種提高機(jī)械式天平再位性的全新結(jié)構(gòu)及方法， 采用了固定杠桿支點(diǎn)的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以二力桿懸掛結(jié)構(gòu)替代刀子刀承自由支撐結(jié)構(gòu)，即橫梁底座固定、橫梁懸掛吊簧為受拉二力桿，在靜力稱量過(guò)程中，兩片橫梁懸掛吊簧的凹槽的軸線位置不變，即橫梁旋轉(zhuǎn)中心的位置不變，天平的再位性誤差得到消除。


圖1為機(jī)械天平結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明所述的機(jī)械天平結(jié)構(gòu)主視圖3為本發(fā)明所述的機(jī)械天平結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；；
圖4為橫梁結(jié)構(gòu)示意圖5為橫梁底座結(jié)構(gòu)示意圖6為吊簧支座結(jié)構(gòu)示意圖7為橫梁懸掛吊簧結(jié)構(gòu)示意圖8為圖7的側(cè)視圖。
圖中1-橫梁；2-刀座；3-刀子；4-立柱；5-固定橫梁；6_橫梁懸掛吊簧；7_橫梁底座；8-吊簧支座；9-凹槽。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的一種提高機(jī)械式天平再位性的結(jié)構(gòu)及方法作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1
如圖2至圖8所示，本發(fā)明所述的一種提高機(jī)械式天平再位性的結(jié)構(gòu)主要包括固定橫梁5、兩片橫梁懸掛吊簧6、橫梁底座7、吊簧支座8。
其中，固定橫梁5結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方形(其也可以是扇形等形狀)，在固定橫梁5的底部中心開(kāi)有一個(gè)凹槽，橫梁底座7的頂部中心處帶有的突出部位恰好嵌入固定橫梁5的底部中心凹槽內(nèi)，并通過(guò)螺釘穿過(guò)橫梁底座7和固定橫梁5，將橫梁底座7和固定橫梁5緊固。
橫梁底座7的兩端對(duì)稱位置處分別通過(guò)螺釘固定連接一個(gè)橫梁懸掛吊簧6的下端，這兩片橫梁懸掛吊簧6的上端分別通過(guò)螺釘固定連接在吊簧支座8頂端兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置的突起上，即吊簧支座8的頂端開(kāi)有凹槽，在該凹槽的兩側(cè)對(duì)稱位置處延伸出一個(gè)突起，兩片橫梁懸掛吊簧6的上端就分別通過(guò)螺釘固定連接這些突起上。橫梁底座7的底端與吊簧支座8的凹槽端面不接觸，距有一定間隙。吊簧支座8可固定在基座上。
每片橫梁懸掛吊簧6的兩側(cè)中心對(duì)稱位置處均帶有一個(gè)凹槽9，兩片橫梁懸掛吊簧6的凹槽9的軸線即為固定橫梁5的旋轉(zhuǎn)軸線。
本發(fā)明中橫梁懸掛吊簧6可為鈹青銅材料制成，。固定橫梁5可為銦鋼材料制成。 其他部件材料可選擇不銹鋼或銅。
本發(fā)明采用了固定杠桿支點(diǎn)的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以二力桿懸掛結(jié)構(gòu)替代刀子刀承自由支撐結(jié)構(gòu)，其核心內(nèi)容是以二力桿懸掛結(jié)構(gòu)替代刀子刀承自由支撐結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于定位橫梁的旋轉(zhuǎn)中心，為此設(shè)計(jì)了固定橫梁5、橫梁底座7、吊簧支座8、橫梁懸掛吊簧6，橫梁懸掛吊簧6上的凹槽9就是橫梁的旋轉(zhuǎn)中心。工作時(shí)，當(dāng)固定橫梁5兩端存在不平衡力矩時(shí)，固定橫梁5繞兩片橫梁懸掛吊簧6凹槽的軸線旋轉(zhuǎn)，敏感不平衡的力矩。
實(shí)施例2
本發(fā)明所述的一種提高機(jī)械式天平再位性的方法，具體包括如下步驟
(a)采用固定形式的固定橫梁5，在固定橫梁5的底部中心開(kāi)有一個(gè)凹槽，橫梁底座7的頂部中心處帶有的突出部位恰好嵌入固定橫梁5的底部中心凹槽內(nèi)，并通過(guò)螺釘穿過(guò)橫梁底座7和固定橫梁5，將橫梁底座7和固定橫梁5緊固。
(b)橫梁底座7的兩端對(duì)稱位置處分別通過(guò)螺釘固定連接一個(gè)橫梁懸掛吊簧6的下端，這兩片橫梁懸掛吊簧6的上端分別通過(guò)螺釘固定連接在吊簧支座8頂端兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置的突起上，即吊簧支座8的頂端開(kāi)有凹槽，在該凹槽的兩側(cè)對(duì)稱位置處延伸出一個(gè)突起， 兩片橫梁懸掛吊簧6的上端就分別通過(guò)螺釘固定連接在這些突起上。橫梁底座7的底端與吊簧支座8的凹槽端面不接觸，距有一定間隙。上述每片橫梁懸掛吊簧6的兩側(cè)中心對(duì)稱位置處均帶有一個(gè)凹槽9。
(C)進(jìn)行位置調(diào)試，直到固定橫梁的旋轉(zhuǎn)軸線為兩片橫梁懸掛吊簧6的凹槽9的軸線。
本發(fā)明中橫梁懸掛吊簧6可為鈹青銅材料制成。固定橫梁5可為銦鋼材料制成。 其他部件材料可選擇不銹鋼或銅。
權(quán)利要求
1.一種提高機(jī)械式天平再位性的結(jié)構(gòu)，其特征在于它包括一個(gè)固定橫梁(5)，固定橫梁(5)固定在橫梁底座(7)上方，橫梁底座(7)的兩端對(duì)稱位置處分別固定連接一個(gè)橫梁懸掛吊簧(6)的下端，這兩個(gè)橫梁懸掛吊簧(6)的上端分別固定連接在吊簧支座(8)頂端兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置的突起上；每片橫梁懸掛吊簧(6)的兩側(cè)中心對(duì)稱位置處均帶有一個(gè)凹槽 (9)，兩片橫梁懸掛吊簧(6)的凹槽(9)的軸線即為固定橫梁(5)的旋轉(zhuǎn)軸線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高機(jī)械式天平再位性的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的固定橫梁(5)結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)方形或扇形，固定橫梁(5)的底部中心開(kāi)有一個(gè)凹槽，橫梁底座(7)中心處帶有的突出部位恰好嵌入固定橫梁(5)的底部中心凹槽內(nèi)，并通過(guò)螺釘穿過(guò)橫梁底座 (7)和固定橫梁(5)，將橫梁底座(7)和固定橫梁(5)緊固。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種提高機(jī)械式天平再位性的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的吊簧支座(8)的頂端開(kāi)有凹槽，在該凹槽的兩側(cè)對(duì)稱位置處延伸出一個(gè)突起，兩片橫梁懸掛吊簧(6)的上端就分別通過(guò)螺釘固定連接在這些突起上；橫梁底座(7)的底端與吊簧支座(8)的凹槽端面距有一定間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種提高機(jī)械式天平再位性的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的橫梁懸掛吊簧(6)為鈹青銅材料制成，固定橫梁( 為銦鋼材料制成。
5.一種提高機(jī)械式天平再位性的方法，其特征在于該方法包括如下步驟(a)采用固定形式的固定橫梁(5)，將固定橫梁(5)固定在橫梁底座(7)上方；(b)在橫梁底座(7)的兩端對(duì)稱位置處分別固定連接一個(gè)橫梁懸掛吊簧(6)的下端，這兩個(gè)橫梁懸掛吊簧(6)的上端分別固定連接在吊簧支座(8)頂端兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置的突起上； 每片橫梁懸掛吊簧(6)的兩側(cè)中心對(duì)稱位置處均帶有一個(gè)凹槽(9)；(c)進(jìn)行位置調(diào)試，直到固定橫梁的旋轉(zhuǎn)軸線為兩片橫梁懸掛吊簧(6)的凹槽(9)的軸線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種提高機(jī)械式天平再位性的方法，其特征在于步驟(b) 中所述的吊簧支座(8)的頂端開(kāi)有凹槽，在該凹槽的兩側(cè)對(duì)稱位置處延伸出一個(gè)突起，兩片橫梁懸掛吊簧(6)的上端就分別通過(guò)螺釘固定連接在這些突起上；橫梁底座(7)的底端與吊簧支座(8)的凹槽端面距有一定間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種提高機(jī)械式天平再位性的方法，其特征在于步驟 (a)中所述的固定橫梁( 的底部中心開(kāi)有一個(gè)凹槽，橫梁底座(7)中心處帶有的突出部位恰好嵌入固定橫梁(5)的底部中心凹槽內(nèi)，并通過(guò)螺釘穿過(guò)橫梁底座(7)和固定橫梁(5)， 將橫梁底座(7)和固定橫梁( 緊固。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種提高機(jī)械式天平再位性的結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的橫梁懸掛吊簧(6)為鈹青銅材料制成，固定橫梁( 為銦鋼材料制成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種應(yīng)用于機(jī)械式天平的提高機(jī)械式天平再位性的結(jié)構(gòu)及方法。其固定橫梁固定在橫梁底座上方，橫梁底座的兩端對(duì)稱位置處分別固定連接一個(gè)橫梁懸掛吊簧的下端，這兩個(gè)橫梁懸掛吊簧的上端分別固定連接在吊簧支座頂端兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置的突起上；每片橫梁懸掛吊簧的兩側(cè)中心對(duì)稱位置處均帶有一個(gè)凹槽，兩片橫梁懸掛吊簧的凹槽的軸線即為固定橫梁的旋轉(zhuǎn)軸線。本發(fā)明采用了固定杠桿支點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，以二力桿懸掛結(jié)構(gòu)替代刀子刀承自由支撐結(jié)構(gòu)，即橫梁底座固定、橫梁懸掛吊簧為受拉二力桿，在靜力稱量過(guò)程中，兩片橫梁懸掛吊簧的凹槽的軸線位置不變，即橫梁旋轉(zhuǎn)中心的位置不變，天平的再位性誤差得到消除。
文檔編號(hào)G01G21/02GK102506979SQ20111032548
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者倪懷生, 李廷元, 王小三, 趙寶瑞 申請(qǐng)人:中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院, 北京航天計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所