专利名称：数字化回弹仪检定装置及检定方法
技术领域：
本发明涉及的是一种数字化回弹仪检定装置及检定方法。
背景技术：
为保证回弹仪检测结果的准确性，需要对新品进行首次计量检定和在使用期间进行定期计量检定，执行计量检定的标准器就是回弹仪检定装置。现行计量检定规程的回弹仪检定装置有机械式和数字化两种类别。数字化回弹仪检定装置是在机械式回弹仪检定装置所必备的部分的基础上增设了测量被检定回弹仪弹击拉簧的拉力的力传感器、测量被检定回弹仪弹击拉簧被拉伸长度的位移传感器和接收的上述传感器信号进行处理、运算并输出检定结果的计算机构成的。其中，机械式回弹仪检定装置具有测量回弹仪“标尺100刻度线位置”、“弹击拉簧工作长度”、“弹击拉簧拉伸长度”、“弹击锤脱钩位置”、“弹击锤起跳位置”等检定项目的功能，数字化检定装置在机械式检定装置的基础上增加了检定项目“弹击拉簧刚度”的测定功能。中华人民共和国国家计量检定规程《回弹仪》(JJG817-2011)(以下简称回弹仪检定规程)对回弹仪的各检定项目的检定方法进行了规范。其主要检定项目的检定方法如下:1、弹击锤脱钩位置的检定方法:把机芯装入机壳后，将弹击杆压缩至外露长度的1/3，用手将指针上拨至刻度约为“90”的位置，继续压缩至弹击锤击发，锁住按钮，目测指针示值刻线停留位置。对采用一体化指针组件的回弹仪，卸下指针组件，用手将指针上拨至刻度为“90”的位置，将弹击杆压缩至外露长度的1/3，扣上指针组件，继续压缩至弹击锤击发，锁住按钮，目测指针示值刻线停留位置。2、弹击拉簧刚度的检定方法:变换弹击拉簧角度重复测量弹击拉簧刚度3次，取3次测量的平均值犮作为弹击拉簧的刚度值:

权利要求
1.一种数字化回弹仪检定装置，有经导轨机构和电机驱动机构相连接的作相对前后移动的底座和活动架，底座前侧安装有钢砧，活动架上有回弹仪机芯的法兰导轨、指针盖板、拉簧座固定架；拉簧座固定架上有力传感器，被检定回弹仪的拉簧座经力传感器安装在拉簧座固定架上以测量弹击拉簧的拉力；活动架上还有位移传感器，位移传感器上的位移感应部件与弹击锤上指针台阶作刚性接触以直接测量被检定回弹仪的弹击锤位置和间接测量被检定回弹仪的弹击拉簧被拉伸长度，而且位移传感器测得的弹击锤位置以拉簧拉伸的方向为正向，即弹击锤位置数值以拉簧拉伸的方向为增量方向；指针盖板上有前后方向设置的指针导轨，指针安装在指针导轨上，指针盖板上还有与指针导轨平行设置的各型号回弹仪的回弹值示值标尺；有包括中央处理器、存储器和输入输出装置的计算机系统，其中输入输出装置有力传感器、位移传感器和人机交互装置；其特征是计算机系统的输入输出装置还有电机驱动机构的控制电路，控制电路包括计算机控制指令的接收与执行电路，所说控制指令包括活动架“向前”、“向后”和“停止”指令，所说执行电路是控制电机顺转、倒转或停止的电路，通过机械驱动机构驱动活动架实现朝向钢砧方向移动、离开钢砧方向移动或停止；所说人机交互装置是实现人接受计算机输出的信息和/或向计算机输入信息的装置。
2.如权利要求1所述的数字化回弹仪检定装置，其特征是所述力传感器连接有工作状态控制电路，用以识别并执行计算机发来的“采样”或“空闲”指令使力传感器处于力值采样或待机这两个工作状态，所述计算机系统的输入输出装置还包括力传感器的工作状态控制电路。
3.如权利要求1所述的数字化回弹仪检定装置，其特征是所述位移传感器连接有工作状态控制电路，用以识别并执行计算机发来的“采样”或“空闲”指令使位移传感器处于位移值采样或待机这两个工作状态，所述计算机系统的输入输出装置还包括位移传感器的工作状态控制电路。
4.如权利要求1或2或3所述的数字化回弹仪检定装置，其特征是还有电控翻盖机构，电控翻盖机构是由电磁铁或电机经传动机构与翻盖连接构成的，其中传动机构包括液压或气动传动机构，所述计算机系统的输入输出装置还有电控翻盖机构的控制电路，控制电路包括计算机控制指令的接收与执行电路，所说控制指令包括盖板“翻上”和“翻下”指令，所说执行电路是控制电磁铁通电或断电，或控制电机倒转或顺转或停止的电路，电磁铁或电机不同的工作状态直接或间接操纵指针盖板实现翻上或翻下。
5.如权利要求1或2或3所述的数字化回弹仪检定装置，其特征是还有指针起跳传感器，所述指针起跳传感器是光电开关或电磁开关或摄像装置，指针起跳传感器连接计算机的输入输出装置，计算机通过指针起跳传感器信号判定指针是否在弹击锤发生弹击后被驱动起跳。
6.如权利要求1或2或3所述的数字化回弹仪检定装置，其特征是还有电控指针位置预设机构，所述电控指针位置预设机构是夹住指针并使指针移动到预定位置释放的机构，其中有由①由电磁铁或电机经传动机构和夹头连接组成的夹持机构，②连接夹持机构在指针盖板或活动架之上的与指针导轨平行的导轨机构，③由电机经传动机构与导轨机构连接组成的移动机构构成的夹住或释放指针并驱动指针依指针导轨移位的机构；所述计算机输入输出装置还有电控 指针位置预设机构的控制电路，控制电路包括计算机控制指令的接收与执行电路，所说控制指令包括夹头“夹拢”和“放松”、夹持机构的“前移”和“后移”，所说执行电路是控制电磁铁通电或断电，或控制电机的倒转或顺转或停止的电路，电磁铁或电机不同的工作状态直接或间接操纵指针前移或后移；电控指针位置预设机构中还有指针位置传感器，指针位置传感器是光电开关或电磁开关或摄像装置，指针位置传感器连接于计算机的输入输出装置，计算机通过指针位置传感器获取指针的当前位置，确定指针的移动量。
7.如权利要求1所述的数字化回弹仪检定装置的检定方法，其特征是回弹仪检定项目有弹击锤脱钩位置、弹击拉簧刚度、弹击拉簧工作长度、弹击拉簧拉伸长度和弹击锤起跳位置，其检定步骤为: ⑴将被检定回弹仪安装在检定装置的活动架上，机芯中的拉簧座经力传感器与活动架上的拉簧座固定架连接，弹击锤与位移传感器连接； ⑵回弹仪机芯复位:翻上指针盖板，计算机向电机驱动机构控制电路发送“向后”指令触发控制电机倒转驱动活动架后移；计算机连续读取位移传感器的弹击锤当前位移值，当弹击锤位移值小于或等于预存于存储器中的复位点的位移值时，即当活动架到达复位位置时，向电机驱动机构控制电路发送“停止”指令控制电机停止使活动架停止；回弹仪机芯处于复位位置时弹击锤被法兰挂钩机构钩住，此时弹击拉簧处于轻微压缩的状态，即拉簧的拉力略小于O ;其中位移传感器测得的弹击锤位置以拉伸拉簧方向为正向，即位置数值增量的方向； (3)“0点”位置测定:计算机向电机驱动机构控制电路发送“向前”指令触发控制电机顺转驱动活动架前移拉伸弹击拉簧，同时力传感器测量弹击拉簧拉力和位移传感器测量弹击锤位置并由计算机从两传感器连续读取拉簧拉力值、弹击锤位移值，经中央处理器处理获得拉簧拉力为零时的弹击锤位移值送入存储器存储为Xtl ;“0点”位置即弹击拉簧处于自由状态时的弹击锤位置，此时回弹仪处于“O点”状态； ⑷弹击拉簧刚度测定:继续驱动活动架前移拉伸弹击拉簧，连续读取拉簧拉力、弹击锤位移值，经中央处理器处理将拉簧拉力在预定拉簧拉力的4个测点上的4组弹击锤位置值X和拉簧拉力值f: (X。，f Q)、(X1, fi)> (x2, f2)> (X3，f3)存储到存储器；其中预定拉簧拉力的4个测点是指分布于标准拉簧拉伸长度全长上的4个拉簧被拉伸长度所对应的弹击锤位置； (5)弹击锤起跳位置设定，在步骤⑵完成后及步骤⑷完成前进行: a)若本次弹击循环是首次弹击循环，则将当前起跳位置值设定为O，将指针起跳标记设定为“否”，弹击锤起跳位置值和指针起跳标记分别在计算机系统存储器中保存为Xm和j ; 其中弹击循环指本检定方法从步骤⑵至步骤⑶的一个过程； b)否则，计算机提取存储器中保存的指针起跳标记j，若指针起跳标记j为“真”，则本步骤结束； c)否则，计算机提取存储器中保存的弹击锤起跳位置值Xm，将弹击锤起跳位置值加0.5作为当前弹击循环的弹击锤起跳位置值保存于Xm ; d)计算机提取存储器中保存的弹击锤起跳位置值Xm经人机交互装置输出，将指针拨到标尺刻度为提示值的位置，并向计算机输入确认信息； (6)翻下指针盖板:计算机提取存储器中保存的指针起跳标记j，若指针起跳标记j为“真”，则跳过本步骤。若指针起跳标记j为“否”，则判断弹击锤位置是否移动到超过当前弹击循环弹击锤起跳位置值Xm，当超过该指示值时翻下指针盖板；本步骤(6)在步骤(5)完成后且在步骤⑷完成前当弹击锤位置移动到超过当前弹击循环弹击锤起跳位置值Xm的任何时刻进行。
(7)弹击锤脱钩位置测定:继续驱动活动架前移拉伸弹击拉簧，连续读取拉簧拉力、弹击锤位移值，经中央处理器处理记录拉伸过程中拉簧拉力的最大值，并将拉簧拉力值随时间延伸下降到最大值的70%以下前一的弹击锤位移值判断为脱钩位置并存储为X10此时，弹击银已经脱钩广生弹击； ⑶记录数据并计算获得相关结果:弹击锤脱钩后， a)获得弹击锤起跳位置:计算机提取存储器中保存的指针起跳标记j，若指针起跳标记j为“真”，则跳过本步骤a);否则，判断指针是否起跳，若起跳则将指针起跳标记j设为“真”并保存； b)获得弹击拉簧工作长度，Ltl:中央处理器按如下公式运算获得本次弹击循环测得的弹击拉簧工作长度并存储:
8.如权利要求1或2或3所述的数字化回弹仪检定装置的检定方法，其特征是在弹击锤起跳位置的检定中，在开始检定回弹仪后将弹击锤起跳位置设为初始值，即使Xm=O ;在步骤⑵回弹仪机芯复位一 (6)翻下指针盖板之间某点，计算机向电机驱动机构控制电路发送停止信号，并输出弹击锤起跳位置的提示值；计算机收到指针到位信号或者经由操作者通过人机交互装置输入确认后继续，在进行到步骤(6)翻下指针盖板后启动指针起跳传感器，在步骤⑶记录数据并计算获得相关结果时获得指针起跳信号；若检测到指针起跳，则将指针起跳标记j设为“真”，否则将j设为“否”，并保存j用于下一次弹击循环时指示与弹击锤起跳位置测定相关的检定步骤的动作。
9.如权利要求1或2或3所述的数字化回弹仪检定装置的检定方法，其特征是当步骤⑵回弹仪机芯复位之翻上指针盖板时，计算机向电控翻盖机构的控制电路发送“翻上”指令，控制电控翻盖机构上翻指针盖板；当计算机读取位移传感器采样得到的弹击锤位置值并比较当前弹击循环的弹击锤起跳位置值设定xm，当弹击锤位置值大于设定值Xm时，按步骤(6)翻下指针盖板的要求，计算机向电控翻盖机构的控制电路发送“翻下”指令，控制电控翻盖机构下翻指针盖板。
10.如权利要求1或2或3所述的数字化回弹仪检定装置的检定方法，其特征是当步骤⑵回弹仪机芯复位之翻上指针盖板后，计算机根据当前弹击锤起跳位置提示值控制指针位置预设机构将指针移动到 当前弹击循环弹击锤起跳位置。
全文摘要
本发明提供的数字化回弹仪检定装置，有现有数字化回弹仪检定装置的结构外，其中计算机系统的输入输出装置还有电机驱动机构的控制电路。本发明提供的数字化回弹仪检定装置的检定方法，其步骤为安装被检定回弹仪、回弹仪机芯复位、“0点”位置测定、弹击拉簧刚度测定、弹击锤起跳位置设定、翻下指针盖板、弹击锤脱钩位置测定、记录数据计算结果、实现3次弹击、获得检定结果。与现有技术相比，本发明简便了检定程序，使回弹仪的检定快速、准确。尤其是其中检定项目“弹击锤脱钩位置”通过对弹击锤位置的数字化直接测定加以实现，避免了现有技术存在的指针长度误差、标尺刻度线位置偏差对测定结果的叠加影响以及人工判读误差。
文档编号G01N3/62GK103234851SQ20131013255
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月16日 优先权日2013年4月16日
发明者诸华丰, 邱伟明, 周岳年, 王波, 魏军 申请人:舟山市博远科技开发有限公司