标准动态力源中砝码的分档及控制 说明：

1.砝码分档思想

根据国防科工委对“标准动态力源系统”任务书要求,该装置力值范围:50kN～1200kN,力值分档:50kN～100kN内每隔10kN取一点,100kN～500kN内每隔50kN取一点,500kN～1200kN内每隔100kN取一点。显然,从满足力值要求及装置的最小化出发,对标准砝码质量的分档的优化目标是:

①各砝码的组合必须能满足任务书中所提各点的力值;

②砝码个数尽量少,以减少传动机构;

③最大砝码质量尽量小,以减小测力机空间。根据以上要求,本文首次提出了利用二进制数的思想对标准砝码进行分档设计,不仅满足了以上所述各点力值要求,而且将其在50kN～1200kN内每隔10kN取一个点,即最小分辨力为10kN。具体方法如下:将砝码质量比设计为:1∶2∶4∶8∶16∶32…,这样只要7块砝码就可组合出1～127之间的任一个整数。

考虑测力机空间安装及加工方便,将64m质量的砝码拆分为32和32m(m为最小块砝码质量),这样设计的8个砝码质量分为m、2m、4m、8m、16m、32m、32m、32m。如液压传递放大比为200,则产生10kN的标准砝码质量约为511kg。需要说明的是,作者未对上述解作过严格的数学证明,但通过枚举法得到的几组解与上述二进制数法设计得到的解相比,上述解是好的。通过调研国内许多计量部门已建的标准测力机的砝码分档设计,如能改为本二进制数法设计,将会得到更趋合理的解。

2.控制方法

利用单片机扩展的1根I/O口线控制用于驳动一块支承砝码档块转动的三只伺服微电机的正反转,砝码档块的到位停运由微动限位开关自动实现。具体电路可参考文献[1]。这样共需8根I/O口线,刚好占用一个控制命令字节,如图2所示。在软件编程时,使控制字节的第1位对应1m砝码,第2位对应2m,依次类推。这样使得输入力值数即为实际的控制命令字节,无需查表,大大方便了编程。需要指出的,在本装置中由于砝码挂杆也有重量,在设计时取其质量为5m,这样在选择砝码控制时,只要将力值数减去5即为命令数。如果力值数超过(64+5)×10kN时,由于将64m分为两个32m,此时需将命令字节的第8位置位即可,大大地方便了编程。由于巧妙地利用了二进制数思想设计砝码分档,不仅满足了任务书对力值档指标要求,而且使得100kN以上的力值分档分辨力也降到10kN,同时使编程控制大为简化。这可为其它标准测力机砝码分档和自动加载控制的设计和改造提供有益的帮助。

上述是标准动态力源中砝码的分档及控制的详细介绍！