叠加式力标准装置系统误差修正研究.pdf

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1、第３７卷第１１期仪器仪表学报Ｖｏｌ３７Ｎｏ１１２０１６年１１月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＮｏｖ．２０１６叠加式力标准装置系统误差修正研究１，２１２２梁伟，杨晓翔，姚进辉，许航（１．福州大学机械工程及自动化学院福州３５０１１６；２．福建省计量科学研究院福州３５０００３）摘要：超大力值叠加式力标准装置是力值计量领域研究的前沿和热点，消除系统误差对提高叠加式力标准装置的准确度水平具有重要意义。提出一种叠加式力标准装置系统误差修正的方法与流程，并对本方法中

2、系统误差的外推提出了４种不同的外推方法。通过对３台不同结构的３００ｋＮ和一台２０ＭＮ叠加式力标准装置的实验对比研究，确定最优误差外推方法，并利用该方法对一台６０ＭＮ叠加式力标准装置进行力值修正，该装置修正后与英国国家物理实验室３０ＭＮ叠加式力标准机的力值比对相对偏差不超过±０．０６％，Ｅｎ值小于１。研究结果表明：在叠加式力标准装置修正前示值误差方程的外推中，宜采用１次或２次多项式方程进行外推，避免因方程次数较高，导致外推结果发散；在叠加式力标准装置结构设计时，应尽量优化其线性度，减小外推误差，提高示

3、值误差外推的准确性；本方法能有效减小叠加式力标准装置的系统误差，提高装置的力值准确度。关键词：超大力值；叠加式；力标准装置；系统误差；误差修正中图分类号：ＴＨ８２文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４６０．４０Ｓｔｕｄｙｏｎｓｙｓｔｅｍｉｃｅｒｒｏｒｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｆｂｕｉｌｄｕｐｆｏｒｃｅｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉｃｅ１，２１２２ＬｉａｎｇＷｅｉ，ＹａｎｇＸｉａｏｘｉａｎｇ，ＹａｏＪｉｎｈｕｉ，ＸｕＨａｎｇ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉ

4、ｏｎ，ＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０１１６，Ｃｈｉｎａ；２．ＦｕｊｉａｎＭｅｔｒｏｌｏｇｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｆｕｚｈｏｕ３５０００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｂｕｉｌｄｕｐｆｏｒｃｅｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉｃｅｗｉｔｈｓｕｐｅｒｗｉｄｅｒａｎｇｅｉｓｔｈｅｌｅａｄｉｎｇｅｄｇｅａｎｄｈｏｔｓｐｏｔｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｆｏｒｃｅｍｅｔｒｏｌｏｇｙ．Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｃｅｒｒｏｒｈａｓｇｒｅａｔｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｆｏ

5、ｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｂｕｉｌｄｕｐｆｏｒｃｅｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉｃｅ．Ａｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｃｅｒｒｏｒｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｕｉｌｄｕｐｆｏｒｃｅｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉｃｅ．Ｆｏｕｒｅｘｔｒａｐｏｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｅｒｒｏｒｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆａ２０ＭＮａｎｄ

6、ｔｈｒｅｅ３００ｋＮｂｕｉｌｄｕｐｆｏｒｃｅｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉｃｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅｂｅｓｔｅｘｔｒａｐｏｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄａｎｄｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｏｒｃｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｆａ６０ＭＮｂｕｉｌｄｕｐｆｏｒｃｅｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉｃｅ．Ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｅｄ６０ＭＮｂｕｉｌｄｕｐｆｏｒｃｅｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉｃｅｗａｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅ３０

7、ＭＮｂｕｉｌｄｕｐｆｏｒｃｅｓｔａｎｄａｒｄｍａｃｈｉｎｅｉｎＮＰＬａｎｄｔｈｅｆｏｒｃｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｒｅｌａｔｉｖｅｄｅｖｉａｔｉｏｎｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ±０．０６％，ａｎｄｔｈｅＥｎｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ１．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｎｔｈｅｅｘｔｒａｐｏｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｄｉｃａｔｉｏｎｅｒｒｏｒｅｑｕａｔｉｏｎｂｅｆｏｒｅｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｕｉｌｄｕｐｆｏｒｃｅｓｔａｎｄａｒｄｓｔｎｄｄｅｖｉｃｅ，ｉｔｉｓｂｅｔｔｅｒｔｏａｄｏｐｔ

8、１ｏｒ２ｏｒｄｅｒｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｅｑｕａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｅｘｔｒａｐｏｌａｔｉｏｎｔｏａｖｏｉｄｔｈｅｅｘｔｒａｐｏｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅｄｕｅｔｏｔｈｅｈｉｇｈｅｑｕａｔｉｏｎｏｒｄｅｒ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｉｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｂｕｉｌｄｕｐｆｏｒｃｅｓｔａｎｄａｒｄｄｅｖｉｃｅ，ｔｈｅｌｉｎｅａｒｉｔｙｏｆｔｈｅｄｅｖｉｃｅｓｈｏｕｌｄｂｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄａｓｍｕｃｈａｓｐｏｓｓｉｂｌｅｔｏｒｅｄｕｃｅ