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標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)力源中砝碼的分檔及控制 說明：

1.砝碼分檔思想

根據(jù)國防科工委對“標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)力源系統(tǒng)”任務(wù)書要求,該裝置力值范圍:50kN～1200kN,力值分檔:50kN～100kN內(nèi)每隔10kN取一點,100kN～500kN內(nèi)每隔50kN取一點,500kN～1200kN內(nèi)每隔100kN取一點。顯然,從滿足力值要求及裝置的最小化出發(fā),對標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量的分檔的優(yōu)化目標(biāo)是:

①各砝碼的組合必須能滿足任務(wù)書中所提各點的力值;

②砝碼個數(shù)盡量少,以減少傳動機構(gòu);

③最大砝碼質(zhì)量盡量小,以減小測力機空間。根據(jù)以上要求,本文首次提出了利用二進制數(shù)的思想對標(biāo)準(zhǔn)砝碼進行分檔設(shè)計,不僅滿足了以上所述各點力值要求,而且將其在50kN～1200kN內(nèi)每隔10kN取一個點,即最小分辨力為10kN。具體方法如下:將砝碼質(zhì)量比設(shè)計為:1∶2∶4∶8∶16∶32…,這樣只要7塊砝碼就可組合出1～127之間的任一個整數(shù)。

考慮測力機空間安裝及加工方便,將64m質(zhì)量的砝碼拆分為32和32m(m為最小塊砝碼質(zhì)量),這樣設(shè)計的8個砝碼質(zhì)量分為m、2m、4m、8m、16m、32m、32m、32m。如液壓傳遞放大比為200,則產(chǎn)生10kN的標(biāo)準(zhǔn)砝碼質(zhì)量約為511kg。需要說明的是,作者未對上述解作過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明,但通過枚舉法得到的幾組解與上述二進制數(shù)法設(shè)計得到的解相比,上述解是好的。通過調(diào)研國內(nèi)許多計量部門已建的標(biāo)準(zhǔn)測力機的砝碼分檔設(shè)計,如能改為本二進制數(shù)法設(shè)計,將會得到更趨合理的解。

2.控制方法

利用單片機擴展的1根I/O口線控制用于駁動一塊支承砝碼檔塊轉(zhuǎn)動的三只伺服微電機的正反轉(zhuǎn),砝碼檔塊的到位停運由微動限位開關(guān)自動實現(xiàn)。具體電路可參考文獻(xiàn)[1]。這樣共需8根I/O口線,剛好占用一個控制命令字節(jié),如圖2所示。在軟件編程時,使控制字節(jié)的第1位對應(yīng)1m砝碼,第2位對應(yīng)2m,依次類推。這樣使得輸入力值數(shù)即為實際的控制命令字節(jié),無需查表,大大方便了編程。需要指出的,在本裝置中由于砝碼掛桿也有重量,在設(shè)計時取其質(zhì)量為5m,這樣在選擇砝碼控制時,只要將力值數(shù)減去5即為命令數(shù)。如果力值數(shù)超過(64+5)×10kN時,由于將64m分為兩個32m,此時需將命令字節(jié)的第8位置位即可,大大地方便了編程。由于巧妙地利用了二進制數(shù)思想設(shè)計砝碼分檔,不僅滿足了任務(wù)書對力值檔指標(biāo)要求,而且使得100kN以上的力值分檔分辨力也降到10kN,同時使編程控制大為簡化。這可為其它標(biāo)準(zhǔn)測力機砝碼分檔和自動加載控制的設(shè)計和改造提供有益的幫助。

上述是標(biāo)準(zhǔn)動態(tài)力源中砝碼的分檔及控制的詳細(xì)介紹！