楼上说的很对。用一个标准的弹簧拉力计和直尺就能测出未知弹簧的劲度系数(中学时做的实验):用不同大小的力拉伸弹簧,记下每一次力的大小,和弹簧的伸长度,画出曲线图,直线部分的斜率即为劲度系数。
(一)Z400型石英弹簧重力仪简介
Z400型石英弹簧重力仪是由北京地质仪器厂国内独家生产的,它是在地面上测定重力加速度值相对变化的一种高精度仪器。仪器的弹性系统用石英玻璃制成,采用零点读数方式,设有精密的自动温度补偿装置。它具有灵敏度高、测量范围大、精度高、重量轻、体积小、使用方便和计算简单等特点。它是同类测量仪器直读范围最大的一种仪器,既满足高精度重力测量又适用于区域性重力测量。仪器的主体呈白色圆柱形,外直径为14cm、高40cm,仪器净重4.5kg,其外貌如图4-3-1所示。
图4-3-1 Z400型石英弹簧重力仪外貌图
仪器的主要技术参数指标如下:
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(二)Z400型石英弹簧重力仪的结构和工作原理
Z400型石英弹簧重力仪由弹性系统、光学指示系统、测读系统、保温隔热系统等组成,其主体结构如图4-3-2所示。
图4-3-2 Z400型石英弹簧重力仪内部结构示意图
1.弹性系统
弹性系统由灵敏装置、测量补偿装置及温度补偿装置所组成。除平衡体的重荷(铂环)及温度补偿金属丝外,弹性系统元件全由熔融石英制成,并熔接成一个整体,如图4-3-3所示。
灵敏装置由主弹簧4、摆扭丝3和负荷1组成。主弹簧上端与连杆相联结,下端接在平衡体的支端点上。平衡体前端固结着铂环。当重力增大时,平衡体向下偏转,同时使弹力臂减小;而重力减小时,平衡体向上偏转,弹力臂增大,主弹簧这种联结方式,使得微小的重力变化便会引起平衡体较大的偏转,因此,它本身便起着助动的作用。主弹簧是由直径为几十微米的石英丝绕制而成的零长弹簧。平衡体最前端为显示其偏转的指示丝11。平衡体的活动范围受限制。平衡体无夹固装置。
测量补偿装置由测程弹簧10和测量弹簧6、框架、连杆7及测量扭丝9组成。测量弹簧的弹性系数远比测程弹簧小,它们的上端分别连接在测微装置上,下端垂直连接在与框架焊接在一起的支杆上,采用零点读数时,测量补偿装置来补偿重力的变化,当重力变化时,平衡体偏移零点位置,这时,可能通过转动测微器(计数器)来改变测量弹簧的伸长量,从而改变其作用在测量扭丝上的弹力矩,使框架和连杆一起偏转,使平衡体返回至零点位置,测微器数字的变化显示了重力的变化,使平衡体返回至零点位置,测微器数字的变化显示了重力变化的大小。
图4-3-3 Z400型石英弹簧重力仪弹性系统结构图
温度补偿装置是由温度补偿金属丝5、框架、连杆(与测量补偿装置共用一个框架和连杆上)所组成。温度补偿金属丝一端与连杆上端相连,
另一端与框架相连。连杆的另一端两侧焊接有一对温度补偿扭丝,并与框架相连。因此当温度补偿金属丝由于热胀冷缩而发生长度变化时,连杆和框架都会发生相对偏转,而连杆的偏转将导致主弹簧上端点位置的变化,来抵偿因温度变化引起的平衡体上的力矩的变化,只要精确地调整装置间的几何关系,就可以得到当好的温度补偿效果。
整个弹性系统安装在由硬铝制成的圆柱座上,外面套上二层硬铝护罩。为了消除气流及气压变化的影响。将护罩内抽到一定的真空度(约10~15mm水银柱)并密闭(底座上设有抽气阀门)。为了消除静电影响,在限制器的旁侧装有放射性金属箔。为了防止水汽凝结,内护罩内还装有干燥剂。
2.光学指示系统
仪器内平衡体的偏转是通过光学系统,用肉眼进行观察的。光系由目镜、刻度片、场镜、物镜、全反射棱镜等组成的放大倍数约为250倍的显微镜,以及由灯泡、聚光镜等组成的照明部分组成,如图4-3-4所示。
视域中所见到的“亮线”就是平衡体前端的指示丝的像。刻度片中间的长线为“零线”。当重力增大时,平衡体向下偏转一个角度,从视域中可看到亮线向右边偏移;反之,当重力减小时,亮线将向左边移动。观测时是采用零点读数方法,即每次读数时,必须使亮线与零线重合,然后读出计数器的数值。照明电源形状是仪器面板上的一个提扭,轻轻提起它,便可接通电源。光导管有一个45°的斜面,可以反射来自聚光镜的一部分光线,用来照明纵、横水准器。为了利用倾斜法进行灵敏度调节,物镜与目镜的中心线有2mm的偏心距,当旋转目镜的座时可使零线位置产生左、右的平移。
图4-3-4 Z400型石英弹簧重力仪光学系统示意图
3.测读系统
该系统是由精密的测微螺丝、导向装置、连杆及计数器所组成。测微螺丝表两个,一个用测程调节用,其上端隐蔽在仪器面板上测程调节孔内,见图4-3-2;另一个测微螺丝的上端与面板上的计数器相配合,如图4-3-5所示,用以直接读数。为了保持仪器内部的密封两个测微螺丝都是通过金属波纹管与测程弹簧和读数弹簧连接。计数器具有三位数码,当测微螺丝旋转一圈时,第二位数字便改变一个数字。个位数后的小数可根据固定标志线所对应的个位数鼓轮上1/10刻度线读出,还可估读出1/10刻度线间的半个距离。因此从计数器上可以读出的数据为五位有效数字,如498.75格。
图4-3-5 Z400型石英弹簧重力仪测读系统示意图
图4-3-6 Z400型石英弹簧重力仪保温系统示意图
4.保温系统及其他
该仪器无电热恒温器,为了减小外界温度变化的影响,其内装有保温瓶,并在保温瓶与仪器外壳之间充填了隔热材料。弹性系统容器与上部也间隔有隔热材料,以防止外界温度剧烈变化对从仪器内部的影响,保温系统如图4-3-6所示。
仪器外壳侧面装有把手和电池箱,底部有三个水平调节螺旋。仪器附件包括底盘、内、外防震筒(减震箱)、工具箱。底盘的表面是凹面,借引可粗略摆平仪器。内防震筒是人工背运时使用,外防震筒是当仪器长途搬运或汽车运输时,作套放内防震筒之用。
(三)Z400型石英弹簧重力仪操作步骤
(1)将仪器的底盘放平、摆稳。
(2)小心地将仪器从减震箱中取出(注意防止与减震箱碰撞),轻轻地放在底盘上,并利用底盘凹面粗略调平,注意勿使仪器太靠底盘边缘,以致使重心不稳摔倒仪器。
(3)用右手扶住仪器,用左手提起照明电源开关。
(4)旋转水平调节螺丝,先调横水准器气泡居中,后调纵水准器,水平调好后,在整个操作过程中,切勿按压仪器面板。
(5)观察目镜筒内亮线(即指示丝)的位置,当亮线在刻度片零线左侧时,应顺时针方向旋转计数器旋钮;反之,当亮线在右侧时,则逆时针方向旋转计数器。为了避免齿轮和螺距间隙对读数的影响,每次读数时,总是保持同一旋转方向使亮线与零线重合。习惯上总是顺时针方向旋转读数时要多转过一些,再使亮线由左移至零线位置。二者重合后,记下此时计数器上的读数(读到五位有效数字)。
(6)将计数器逆时针方向旋转半周,使亮线偏离零线。重复步骤(5)。
(7)重复步骤(6),直到三次连续读数间的最大差值在允许范围内为止(一般为0.2~0.3格)
(8)检查纵、横水准器,如气泡偏离居中位置不超过允许值(如1/2刻度),则按下照明开关,并记下此时的时间(精确到“分”)。
(9)最后,将仪器轻轻提起,小心地放回减震箱中,以便转移到下一测点进行观测。
(四)Z400型石英弹簧重力仪的检查与调节
为了保证仪器测量的精度,Z400型石英弹簧重力仪等机械式重力仪在正式投入生产之前应进行必要的性能检查。常规检查包括测程的检查与调节、纵横水准器仪器的检查与调节和水泡曲线测试、灵敏度的检查与调节。
(1)测程的检查与调节:检查重力仪的测程是否适合当地工区的观测范围,否则应进行调节。
(2)纵横水准器的检查调节和水泡曲线测试:为了减小仪器整平误差对仪器读数的影响,应对仪器水平位置进行检查和测试。测定气泡曲线和调节纵、横水准器。要求所测气泡曲线偏离其正确位置不超过(1/4~1/2)格。
(3)灵敏度的检查和调节:对于Z400型石英弹簧重力仪的光线灵敏度,即亮线在刻度片中偏移一个分划所相应计数器的读数应调至(16~20)格。
(五)石英弹簧重力仪使用须知
(1)随时检查仪器装箱的提把、背带、挂钩等是否牢固,以消除隐患。
(2)拿取、安放仪器时,动作要轻缓,严禁碰撞。
(3)严禁将仪器大角度倾斜、卧置和倒置。
(4)仪器放到底盘上后,操作员不得打闹和擅自离开。
(5)调节水平和观测读数时,勿压仪器面板。
(6)防止仪器受日光直射和雨淋。
(7)转动计数器时均匀、缓慢。
(8)工作中仪器发生故障时,不得在现场擅自拆卸,应带回驻地,由具有检修经验的人员检修或送厂检修。
(9)每天工作结束后应将仪器清洁一次,擦拭目镜或面板要用擦镜纸或软毛刷,不得用其他代用品。对脚螺丝也应定期进行清洗和润滑。
(一)CG-5型高精度石英弹簧重力仪简介
CG-5AutoGrav型重力仪是加拿大Scintrex公司生产的最新型工业重力仪。该公司1988年开始生产的新型全自动CG-3型重力仪,CG-5型是继CG-3AutoGrav之后发展起来的最新升级换代产品,也是目前世界上最先进的地面重力仪。可应用于矿藏勘探、地质填图、火山勘察、油气勘探、土木工程勘察、区域重力研究等领域。
它具备CG-3型的全部功能,继承了微处理器控制的自动读数与数据采集系统,自动倾斜监控装置能够进行自动倾斜补偿。该仪器还具有十分坚固的传感器、噪音大幅降低、标准的10g.u.分辨率、计数的重复性也非常好、10s为间隔的连续计数其误差保证在0.05g.u.内、启动时仪器可自检和自动校准、在线地形校正;信息和菜单都清楚的显示在大型1/4VGA图形显示器上,27键字符键盘,使得操作更加方便;灵活的数据格式,USB及RS-232快速传输数据;配有小巧高效的6Ah10.78V袖珍锂电池,使之成为最轻便的自动重力梯度仪;该仪器机械设计简单,配有普通型和加长型三脚架,以适应不同野外工作环境的需要,仪器外形呈方形,其外貌如图4-3-7所示。
图4-3-7 CG-5型全自动高精度石英弹簧重力仪外貌图
仪器的主要性能指标如下:
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(二)CG-5型高精度石英弹簧重力仪的结构和工作原理
1.仪器的结构特点
CG-5重力仪的重力传感器、控制板以及电池都集成在一个轻型的防潮箱内。没有电缆、不用记录簿,是一套真正易用的一体化完全便携式重力仪。它能根据操作者输入的地理位置以及时区资料,对各个读数进行自动计算,并进行实时潮汐修正。信息以及菜单都清楚地显示在大型1/4VGA320×240液晶图形显示器上,也可以将模拟数据输出在记录纸上,或通过RS-232C及USB接口可将数字化数据传输到PC机。基于Windows的数据传输及系统更新软件SCTUTIL随机提供,允许以Scintrex、Text、CG-3或xyz任一种格式进行数字化,还可进行系统更新。使用27字符键的微型键盘操作十分方便。
熔融石英系统具有内在的强度和良好的弹性,以及重荷附近的限制活动范围的装置,所以仪器无须夹固装置。电子电路的反馈电压能够覆盖80000g.u.的量程而不用重置测程。又由于采用了低噪的电子电路和高精度的自动校准的模数转换器,仪器分辨率达0.01g.u.。CG-5型重力仪采用了内置的倾斜传感器,不断更新倾斜信息,从而能自动补偿因重力传感器的倾斜而引起的测量误差。自动倾斜补偿范围±200rad·s。并在±200rad·s的范围内自动进行倾斜误差的实时改正。智能信号处理能自动去除由于局部受到冲击和振动所引起的测量误差。同时石英对磁场变化不敏感,使得仪器的磁场影响系数通常小于1.5g.u./Gauss。
为了防止外界温度的影响,石英弹性系统、模数转换器以及对温度敏感的电子元件和倾斜探头都装在一个高稳定度、两极恒温的恒温器中,外部温度的变化可以降低到10-5。而残留的温度影响则利用传感器,在软件中改正。正常仪器的恒温操作范围为-40~+45℃。整个灵敏系统封在一个双层真空容器中,隔离了大气压力变化的影响。对于石英弹簧系统其长期漂移是极其稳定的,再加上软件的实时改正,可以将长期零位漂移降低到0.2g.u./d以下。
仪器采用模块结构。机箱里装有防震系统。仪器(即使在存放期间)必须一直用内部电池或电池充电器加电。如果仪器突然掉电,出现以下几种现象:掉电几分钟后,时钟设置被清除。恒温器丢失电源,仪器开始变冷。掉电的后果取决于仪器停电时间的长短:
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如果掉电48h,则存储器中重力初始常数将丢失,需重新初始化。
充电器有两种功能:①通过交流插座为重力仪供电;②为内部蓄电池充电。
三脚架:其上有三个脚螺丝,一个水泡,用于调节仪器水平。
CG-5还可以通过RS-232连接标准调制解调器或者RF调制解调,用PC机对CG-5进行远程控制操作。探头及其附件经改装可成为适合海底测量要求或航空机载测量要求的SeaGrav海洋重力仪或HeliGrav航空重力仪。
在寒冷地区可使用外接12V直流电源供电。在地表条件复杂的地区还配有加长脚架。Scintrex可以提供数据处理、解释及成像软件包。
2.仪器的工作原理
CG-5型重力仪的灵敏元件是由熔融石英弹簧组成,加在重荷上的重力,由弹簧重力和附加在重荷上的较小的静电恢复力所平衡。当重力发生变化时,重荷的位置发生改变。而这种变化,为电容位移传感器所感受。自动反馈电路将一直流电压加到电容器的极板上,于是在重荷上产生一静电力,此静电力将重荷推至(零位)初始位置。这个电压被转换成数字信号再送到数据采集系统处理、显示和存储,如图4-3-8所示。
图4-3-8 CG-5型全自动高精度石英弹簧重力仪工作原理图
(三)CG-5型石英弹簧重力仪的初始化菜单
仪器的面板(图4-3-9)有下列主要功能键:
开/关键;
键为纯数字键,其他数字键有第二功能键;
键为设置键(主菜单);
键为调数据键;
键为显示器相关调节键(显示器加热、亮度、对比度用F2,F4完成);
键为信息键(电池量信息);
键为辅助功能键;
键为退出键;
键为帮助键;
在编辑状态下测量和清除功能键;
回车和进入键;
进入菜单后的功能键;
每一键的功能,取决于操作方式,可按提示操作。
图4-3-9 CG-5型全自动高精度石英弹簧重力仪面板
开机后即进入仪器的主菜单界面,它包括七个选项: Ⅰ. 测量参数设定 ( Survey) ;Ⅱ. 重力仪参数设定 ( Autograv) ; Ⅲ. 选项 ( Options) ; Ⅳ. 时间设定 ( Clock) ; Ⅴ. 下传数据参数设置 ( Dump) ; Ⅵ. 存储器 ( Memory) ; Ⅶ. 服务 ( Service) 。下面分别叙述。
1. 测量参数设定 ( Survey)
( 1) 测量标识符 ( Survey ID) ;
( 2) 甲方名称 ( Customer) ;
( 3) 操作员 ( Operator) ;
( 4) 精度 ( Longitude) ;
( 5) 纬度 ( Latitude) ;
( 6) 方位角 ( Azimuth) ;
( 7) 海拔 ( Elevation) ;
( 8) 垂直投影坐标带 ( 50) ( UTM ZONE) ;
( 9) 格林尼治时差 ( -8) ( GMT diff) 。
要实现对某一项编辑,将光标移到选项后按 F3( FUNCT/EDIT) ,就可以添加要编辑的内容。
2. 重力仪参数设定 ( Autograv)
( 1) 校正和滤波 ( Corrections and filters)
它包括六个选项: ①潮汐改正 ( Tide Correction) ; ②连续倾斜校正 ( Continue TiltCorrection) ; ③自动剔除 ( Auto Rejection Filter) ; ④地形改正 ( Terrain Correction) ; ⑤地震滤波 ( Seismic Filter) ; ⑥数据保存 ( Save Raw Data) 。
对某一项进行编辑按 F3,用上下键将光标移到要编辑的选项上,用左右健就可以实现编辑了。再按 F1 进入仪器参数设定。
( 2) 仪器自身参数 ( Instrument Parameters)
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注意: 参数不能随便输入,详见各仪器的格值表。需定期检查及调节的参数包括: 掉格常数、零点偏移率、倾斜灵敏度、校准常数。对某一项进行编辑用上下键将光标移到要编辑的选项上,输入数字。按 Enter 完成。
3. 选项 ( options)
( 1) 读数时间在 1 ~256 之间;
( 2) 循环时间可设置到 99999s。应比读数时间长 10s 以上;
( 3) 循环次数 0 ~99999 ( 基站模式为 99999) ;
( 4) 开始延迟 0 ~99;
( 5) 线距;
( 6) 点距;
( 7) 点号自动增加;
( 8) 比例尺;
( 9) 测量显示模式 ( 数字化和图形化) ;
( 10) 液晶显示器加热;
( 11) 环境温度记录。
CG - 5 可以自定义读数和循环。单个读数选择恰当的读数时间,循环次数设为 0。在同一点上有两种模式可进行重复读数:
自动重复模式: 循环次数可以设为 1 ~99998 之间的任意一个数。
基站模式: 循环次数可以设为 99999。
对某一项进行编辑用上下键将光标移到要编辑的选项上,输入数字。按 Enter 完成。
4. 时间设定 ( Clock)
数据文件的生成包含了时间和日期这两项重要的内容,设定方法也是进入菜单后按F3,将光标移至要编辑的项,用数字键完成设定。
5. 下传数据参数设置 ( Dump)
它包含五项。其中,波特率可选 600、1200、2400、4800、9800、19200、38400、57600 八个值中的任意一个。其他四项不允许改变。
6. 存储器 ( Memory)
仪器自带了一个 4M 的内存 ( 可扩展至 12M) 存储器可用空间用百分数来表示。清内存时不会将初始化设置消掉。按 F1 会出现提示组合按键 F1 - F3 - F2 - F4 开始清内存,按 F5 可退回选择菜单。
7. 服务 ( Service)
( 1) 服务与支持 ( Service and support) ;
( 2) 软件升级 ( Software upgrade) ;
( 3) 是否进行 X,Y 轴倾斜灵敏度,X,Y 轴的零点偏移率,掉格校正;
( 4) 出厂测试 ( Enable factory tests) 。
服务项是为了调节参数时使用,并需定期检查。
( 四) CG -5 型石英弹簧重力仪的野外实际操作步骤
在野外工作中上述初始化菜单中除测量参数设定 ( Survey) 选项需要每天设置外,其余各项可根据需要选择改变。通常野外工作实际操作步骤如下:
( 1) 将三脚架放到测点上大致放平、摆稳踩实,并将仪器平稳地放在三脚架上;
( 2) 按 键打开电源,按 然后调节脚螺丝将仪器调平,使屏幕出现笑脸,并且 X 和 Y 的数值在 ±10 之内;
( 3) 按 键开始读数,等仪器自动读完数,按 键仪器将自动对这段时间内的读数进行内部校正给出该点的场值;
( 4) 按 存储数据 ( 如认为数据不合格可按 不存,并重新测量) ;
( 5) 按 关机,转到下一测点;
( 6) 收工回驻地后进行数据回放。将数据传输至计算机,并清空内存。
( 五) CG -5 型石英弹簧重力仪测量中应注意的事项
( 1) 到新的工区进行测量之前,先检查仪器初始化值是否需要修改;
( 2) 测量过程中,避免人为干扰;
( 3) 仪器虽然可以自动记录,为了保险起见,必须手工记录测量数据;
( 4) 测量完毕应及时关闭仪器;
( 5) 防震、平置仪器、不能倒置和倾斜,存放于干燥的地方;
( 6) 仪器不用时确保用外接电源加电保持仪器内部工作稳定。
今天为大家举例的是一种在实际生活中应用十分广泛的产品,也就是扭力机,我们不仅可以在汽车制造或者电子行业看见它的身影,而且我们在一些科研院校的实验室中也可以看见扭力机扮演者的至关重要的角色,顾名思义它就是可以测量产品连接件扭力大小的机器,从而可以将我们人工感受到的扭力转化为实际具体可以测量的数字,也进一步方便了后期的选择以及使用,那么接下来不妨就和小编一起来详细了解一下关于扭力机测试仪基础介绍方面的信息吧,除此之外还有产品使用方法和步骤板块的说明文字。
一、扭力计测试仪介绍
扭力计又称扭矩仪(扭力测试仪),英文名字:toruqe gauge,主要分为动态扭力计,静态扭力计。动态扭力计一般为专用的动态扭力传感器,与电机或风机等高速旋转的设备直接连接进行测量。
二、扭力计怎么使用
1、首先打开扭力测试仪电源开关,安置匹配带安全框的测试配件-选择测量单位-在(TRACK)档上进行调零-再选择(PEAK)测量模式进行测量。
2、设定电动螺丝刀正反转开关在正向位置,把它安装在测试配件上,按复位按钮(RESET)进行数值复位清零,启动它使之旋转直至自动停止。(弹簧绷紧属正常,再次测时需反向松开点弹簧。)
3、当电动螺丝刀停止时,显示板LCD上显示的测量数值为该电动螺丝刀的输出力矩。
4、再次反转启动电动螺丝刀,让测试弹簧退回原位高度,按复位按钮清除数值,测试电动螺丝刀扭力,重复以上测量几次,纪录好数据,多次比较出电动螺丝刀输出的准确扭力。
5、要设定电动螺丝刀的固定输出力矩,经过调整电动螺丝刀的扭力调节器,用以上方法测量作出数据,设定好电动螺丝刀的输出扭力。(注意:在测试电动螺丝刀时有条件情况下,最好使用专用夹具将电动螺丝刀固定住,测试出的数据最准确。当用手握电动螺丝刀来测试时,尽量保持其稳定度,以确保所测量出的数据准确性高。否则所测量数据会有相差,属正常,因为仪器灵敏度高,手握电动螺丝刀时,稳定度不够,会使所测数据有偏差。另测量不带自动停(离合器)的电动或气动起子时,只能按习惯使用起子的方法来作测量,否决误差会较大。)
在我们身边有许多小工具可以帮助我达到令人满意的使用效果,而且考虑到有一些参数只能人工感受,那么借助这类工具就将感受化为具体可以看见的数字或者参数了,这样既方便了后期的选择,也方便了我们的发明以及创造,上文所述就是关于扭力计测试仪多方面的信息了,这类产品可以测试连接件扭力的大小,并且给出准确可靠的科学数据,小编通过为大家具体介绍扭力计测试仪使用方法和特点方面的信息,希望可以借此派上关键的用场。
因为弹簧测力计的示数等于作用在弹簧上使弹簧伸长的力,所以即使用大小不同的两个力,一个在提勾上,一个在挂勾上,测力计示数还等于挂勾上的力.这时做加速运动,运动方向和作用在挂勾上的力一致
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