目前，現(xiàn)在的測力技術(shù)已深入到了我們生活的各個層面 ,上至國防高精尖技術(shù) ,下至百姓日常生活 ,都離不開測力技術(shù) ,測力其發(fā)展備受關(guān)注。島韓實業(yè)就從測力技術(shù)的應(yīng)用、測力技術(shù)中傳感器的應(yīng)用、測力中的儀表三個方面來談?wù)劀y力技術(shù)的發(fā)展。 1 測力技術(shù)的應(yīng)用 測力技術(shù)的應(yīng)用范圍之廣,可以從它的測量范圍之寬來推斷,在大力值方面,測量軋鋼機軋制力的測力儀上限已達60MN,測量材料性能的巨型試驗機已達100MN;而在微小力值方面,生物力學(xué)中動物肌肉纖維的拉力儀僅為10nN。由此可見測力范圍的兩端之比可達到1016量級。 隨著大工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用,測力技術(shù)的應(yīng)用面正在不斷拓展?，F(xiàn)舉例予以說明,中國計量院研制的20MN基準測力機,是我國目前zui大的超重型精密力值計量裝置,它利用帕斯卡原理,把靜壓潤滑技術(shù)應(yīng)用于單缸結(jié)構(gòu)的非旋轉(zhuǎn)工作缸塞系統(tǒng)中,力值不確定度優(yōu)于1×10-4,靈敏限優(yōu)于2×10-5。在世界大力值測力領(lǐng)域居水平,20NM基準測力機及相應(yīng)計量檢定系統(tǒng)的建立,滿足了軋鋼自動化和技術(shù)改造、火箭推力及大型材料試驗機等對力值準確測量的要求,并為數(shù)十萬噸級以上船舶的錨鏈試驗、核動力裝置的力學(xué)性能試驗、地質(zhì)結(jié)構(gòu)與地震研究等提供了精密檢測手段。 在建筑工程中需測量樁基的承載能力,錘擊作用下的樁子受到?jīng)_擊力而貫入地基,通過測力值和貫入度就可以根據(jù)波動方程計算單樁的承載力,并以此來評定樁基質(zhì)量。建筑工業(yè)的飛速發(fā)展促使用樁量迅速上升,準確測量樁子的縱向承載力是保證建筑工程質(zhì)量的重要因素之一。 在地質(zhì)勘測和土建施工及公路施工方面,測量土壤承載力的便攜式觸探頭貫入儀,以及所用測力儀,為土質(zhì)的現(xiàn)場快速評定提供了檢測手段。公路建設(shè)的飛速發(fā)展,對測力技術(shù)提出了更高的要求,也使測力技術(shù)得到了更新和發(fā)展。 2 測力技術(shù)中傳感器的應(yīng)用 現(xiàn)代測力技術(shù)的發(fā)展,離不開獲取和轉(zhuǎn)換力值的測力傳感器。測力中zui常用的是電阻應(yīng)變式傳感器,是利用金屬的應(yīng)變效應(yīng)或半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)進行變換。應(yīng)變效應(yīng)以電阻絲、泊或薄膜的形狀變化為主體,常用的金屬材料有康銅和卡瑪金屬,他們的應(yīng)變靈敏系數(shù)為1.7～2.2和2.4～2.6;壓阻效應(yīng)以電阻率變化為主體,由于半導(dǎo)體材料的應(yīng)變靈敏系數(shù)高于金屬50～80倍其蠕變和滯后小,體積也小,適用于動態(tài)測量。 石英壓電式測力傳感器的體積小,重量輕,可用于測量上升時間為1s的動態(tài)力過程,而且動態(tài)范圍寬。在動態(tài)力測量中,為了獲取較高的準確度,測力系統(tǒng)的固有頻率通常應(yīng)高于被測力上限頻率5倍以上。由于力傳感器動態(tài)特性的限制,這個要求往往很難滿足,所以必須采取補償措施來消除部分動態(tài)誤差。 除此之外,還有電容、電感、光纖和激光式傳感器來滿足不同狀態(tài)下的測力要求,本文就不一一加以敘述。 3 測力中的儀表 測力傳感器的發(fā)展與相應(yīng)的測量儀表的發(fā)展是密不可分的,只有當儀表的分辨率和準確度提高后,才有可能提供觀測手段以及數(shù)據(jù)的處理和控制方法,使傳感器的性能得到進一步的改善。當前,測量線路中高集成化及微機的普遍應(yīng)用,由傳感器測力通過計算機控制來達到自動化檢測,有力的改變了測量儀表的性能和功能。而且,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,計算機平臺技術(shù)正成為自動化測量和控制的新型技術(shù),模塊化和高集成化使測力計算測試技術(shù)得到進一步發(fā)展,自動化測量和控制技術(shù)也會得到更廣泛的應(yīng)用。 |
