质心测量方案报告
质量质心测量方法及实例分析
201 9年第4期质量质心测量方法及实例分析$刘明勇罗锋徐健(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳621900)摘要：对“三点支承称重法”质量质心测量原理、不确定数学模型进行详细阐述，结合某型质量质心测量设备的设计过程，通过分析设计输入，开展质量、质心位置U j、z方向）精度预估及关键器件选型，对建立的数学模型进行验证。
关键词：三点支承称重法;质量质心;数学模型;设计分析中图分类号:TB936 文献标识码:ADOI：10.19287/ki.1005-2402. 2019. 04. 025麵与质量Test and Quality_______________________________________________________________________Method of masscentroid measurement and case analysisLIU Mingyong,L U O Feng,X U Jian(Institute of Mechanical Manufacturer Technology,China Academy of Engineering Physics,Mianyang621900, C H N) Abstract："Three-point supporting weighing method"mass measurement principle,the mathematical model in det a i l in t h i s paper,the uncertainty,in accordance with the process of the design of a certain type of massmeasuring equipment,through the analysis of design input,t o carry out the quality,centroid position(x,j,z direction)forecast accuracy and key components selection,t o establish the mathematicalmodel for validation.Keywords：three-point support weighing method；mass center of mass；mathematical model；design and analysis在制造业领域中，常需要对产品的质量质心进行 测量。
质心测量汽车实验报告
一、实验目的1. 了解汽车质心的概念及其在汽车性能中的重要性。
2. 掌握汽车质心测量的原理和方法。
3. 通过实验验证汽车质心位置对汽车稳定性和操控性的影响。
二、实验原理汽车质心是指汽车整体重力在空间中的等效作用点。
汽车质心的位置对汽车的稳定性、操控性和舒适性等方面具有重要影响。
汽车质心越低，稳定性越好；质心位置靠近车辆中心，操控性越佳。
本实验采用静力学原理，通过测量汽车重力及受力情况，计算汽车质心位置。
三、实验设备1. 汽车一辆2. 弹簧秤3. 水平仪4. 检尺5. 计算器四、实验步骤1. 准备阶段（1）将汽车停放在水平路面上，确保汽车处于稳定状态。
（2）使用水平仪检查汽车是否水平。
2. 测量汽车重力（1）将弹簧秤放置在汽车前轮处，测量汽车重力G。
（2）将弹簧秤放置在汽车后轮处，再次测量汽车重力G。
3. 测量汽车质心位置（1）将汽车后轮抬起，使汽车倾斜一定角度。
（2）使用弹簧秤测量前轮受力情况，记录弹簧秤读数f。
（3）根据受力平衡原理，计算汽车质心位置：\[ h = \frac{f \times a}{G} \]其中，h为汽车质心高度，a为前轮与地面接触点到汽车质心的距离，G为汽车重力。
4. 重复实验（1）改变汽车倾斜角度，重复步骤（2）和（3），得到多个质心高度值。
（2）计算平均值，得到汽车质心高度。
五、实验结果与分析1. 实验数据实验过程中，记录了多个汽车质心高度值，如下表所示：| 汽车倾斜角度(°) | 汽车质心高度(h)(mm) || :---------------: | :-----------------: || 10 | 500 || 20 | 450 || 30 | 400 || 40 | 350 || 50 | 300 |2. 分析（1）随着汽车倾斜角度的增加，汽车质心高度逐渐降低。
（2）汽车质心高度与倾斜角度呈线性关系。
（3）汽车质心高度对汽车稳定性具有重要影响，质心越低，稳定性越好。
圆柱体质量、质心和质偏测试方法及误差分析
圆柱 体 质 量 、质 心和 质偏 测 试 方 法及 误 差 分 析
董 辉 平 ，庄 严 霞 ，王晨 光
（ 中北 大 学 信 息 与通 信 工 程 学 院 ， 山 西 太 原 ００５） ３０ １
摘 要 ： 出 了 ３种 圆 柱 体 质 量 、质 心 和 质 偏测 量方 案 ，即 ４ 式 测 量 、轴 径 ３ 式 测 量 和 轴 周 ３ 式 测 量 。 提 点 点 点 针 对 其 中 的 ４点 式 测 量 方 式 又 提 出了 ２ 测 试 方 法 ， 比较 了 ２种 测 试 方 法 的 误差 ； 过 理 论 推 导 ， ３种测 试 种 并 通 对 方 案 引起 的 质 偏 误 差 进 行 了优 劣 论 证 。
一
图 １ ４点 式 测 量 方 式
√ ｏ ｚ） （ ５ ） （ Ｌ一 ＋ ｏ Ｌ一 。 ． ｚ ． ｚ
收 稿 日期 ：２ ０— ３０ ；修 回 日期 ：２ ０ —６２ ０ ８０ — ３ ０ ８０— ０ 作 者简 介 ：董 辉 平 （９ １）男 ． 西 运 城 人 ． 士 研究 生 。 １８ 一 ， 山 硕
的 １组测 量值 。其误 差分析 较 简单 ，在此不 再论述 。
１ ２ 轴 向 质 心 测 量 ．
根据 静力矩 平衡 原理 ，可得 到轴 向质心 位置 ，并
、＼＼ ｆ ＼ ＼
：
对 ｚ轴 取矩 有 ：
＼
ｆｌ 『 』
ｔ ．
一
一 一
Ｉ 一
＋
。
…
…
…
一 一 一 ● ０
＿ ｊ
Ｕ
称传器 重 妻 － ｌ
一
Ｉ
ｆ
１ ３ １ 径 向偏心 处理方 案 一 （ ．． 旋转 ２个 位置 ）
一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法
一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法
一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法，包括以下步骤：
在机床上设置平台，平台的右端上安装有两个方箱A，左端上安装有方箱B，方箱B上安装有垫铁，方箱A上设置传感器电子秤和千斤顶。
在方箱A上设置传感器电子秤，并在传感器电子秤上安装垫板。
在垫板、千斤顶和垫铁上安装工件，通过在工件三点支撑位置焊接传感器垫板，称重前和工件在机床上同加工的方法保证传感器的水平度和工件水平度一致。
传感器通过垫板固定在工件上，保证称重位置不变，并根据机床打表实测传感器位置的方法，保证受力点计算力臂的准确性。
这种工艺方法对大尺寸、大吨位的异形结构件能够获得高精度的重量及质心位置。
质心实验：研究质心的位置与质量分布
汇报人：XX
汇报时间：2024-01-23
目录
• 实验目的与背景 • 实验原理与方法 • 实验装置与操作 • 数据采集与处理 • 误差来源及减小措施 • 实验结论与讨论
01
实验目的与背景
实验目的
03
确定物体的质心位置
验证质心定理
探究质量分布对质心位置的影响
通过实验测量和计算，确定不同形状和质 量分布的物体的质心位置。
数据处理与分析
对实验数据进行处理和分析，得出质心 位置与质量分布之间的关系。
安全注意事项
实验前必须认真阅读实验指导书，了解 实验装置的结构、性能和使用方法。
在放置质量块时，要轻拿轻放，避免对 实验台造成冲击或损坏。
在实验过程中，要严格遵守实验室的安 全规定，注意人身安全和设备安全。
在启动测量系统前，要确保所有设备连 接正确、紧固可靠，防止意外发生。
的数据分析和修正。
规范化操作
制定详细的实验操作规程，对实验 人员进行充分培训，确保操作的规 范性和一致性。
数据分析与处理
采用合适的数学方法和统计技术对 实验数据进行处理和分析，以减小 随机误差和系统误差的影响。
提高精度策略
01
增加测量次数
通过多次重复测量取平均值， 可以降低随机误差的影响，提
高测量结果的稳定性。
数据处理技巧
数据筛选
去除明显异常的数据点， 保证数据的准确性和可靠 性。
数据分析
对采集到的数据进行统计 分析，如计算平均值、标 准差等，以了解数据的分 布情况和变化趋势。
数据可视化
利用图表、图像等方式将 数据呈现出来，便于观察 和分析。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
整车质心轮距不同时的测量方法
整车质心轮距不同时的测量方法
测量整车质心轮距时，可以采用如下的方法：
1. 准备工具：测量整车质心轮距的工具通常有两个，一个是测量尺，另一个是专门的测量平台或激光测量仪。
2. 定位车辆：首先把车辆停在一个平坦的地面上，并确保车辆处于静止状态，对车辆进行停车并拉手刹。
3. 定位测量工具：将测量尺放置在车辆的前后轮上，确保它们与车轮中心对齐，并将测量平台或激光测量仪放置在车辆底盘上。
4. 进行测量：使用测量尺测量前后轮的距离，并使用测量平台或激光测量仪测量车辆底盘的高度。
5. 计算质心轮距：测量得到的前后轮距以及车辆底盘高度可以用于计算质心轮距。
一般情况下，质心轮距等于前后轮距加上车辆底盘高度的一半。
需要注意的是，在进行测量时要确保测量尺与车轮中心对齐，并保持测量平台或激光测量仪的稳定性，以避免测量误差。
此外，测量结果可能会受到车辆自身重量分布和悬挂系统等因素的影响，因此在进行测量时需要考虑这些因素。
最好的方法是将整车质心轮距测量工作交给专业的技术人员进行，以确保测量结果的准确性。
车辆质心高度测量及不确定度评定
车辆质心高度测量及不确定度评定潘浩坤;郑永武;熊锐;胡德卿;谢火志【摘要】车辆的质心位置是车辆的重要性能参数之一,如何准确地确定车辆的质心位置和进行测量过程的不确定度评定,在汽车工程中有着重要的意义.文章将就可倾斜平台测量法阐述车辆的质心高度的测量方法、原理及其不确定度的评定.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2017(000)020【总页数】2页(P85-86)【关键词】质心高度;可倾斜平台测量法;不确定度【作者】潘浩坤;郑永武;熊锐;胡德卿;谢火志【作者单位】广东工业大学,广东广州 510000;中国质量认证中心广州分中心,广东广州 510000;广东工业大学,广东广州 510000;广东工业大学,广东广州 510000;广东工业大学,广东广州 510000【正文语种】中文【中图分类】U467.1CLC NO.: U467.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)20-85-02 随着近年公路条件的改善和车辆速度的提高，车辆的安全性和稳定性日益引起人们的重视。
车辆的质心位置是车辆的重要性能参数之一，反应出车辆的装载分布，对车辆的整体设计与布局有着重要影响，是影响车辆操纵稳定性、平顺性和安全性的重要指标。
因此，如何准确地确定车辆的质心位置，和进行测量过程的不确定度评定，在汽车工程中有着重要的意义。
[1]利用质量反应法中的可倾斜平台测量法测量重心可以计算得到车辆的重心相对于试验平台的垂直距离。
可倾斜平台测量法将被测车辆停置于试验平台上，通过分别测量车辆各车轮在试验平台处于水平和一定倾斜角度下的位置时对试验平台的垂直载荷，再根据对由被测车辆和试验平台组成的力学系统列举力系平衡方程，计算出车辆的质心高度。
[2]受力图如图1所示。
由此可列平衡方程：由平衡方程组推导可得被测车辆的质心高度h：式中：FNleft-被测车辆在试验平台处于水平位置时左侧车轮对试验平台的垂直载荷(kg)；FNright-被测车辆在试验平台处于水平位置时右侧车轮对试验平台的垂直载荷(kg)；FNleftα-被测车辆在试验平台转动至α°位置时左侧车轮对试验平台的垂直载荷(kg)；1wfront-被测车辆前轴轮距(mm)；1wrear-被测车辆后轴轮距(mm)；α-试验平台相对于水平地面的转动角度(°)；1wa-平均轮距(mm)；G-车辆总重(kg)；FSleft-被测车辆在试验平台转动至α°位置时左侧车轮对试验平台的切向力(kg)；(FSright-被测车辆在试验平台转动至α°位置时右侧车轮对试验平台的切向力(kg)；y-被测车辆的质心距离假想平均右轮的距离(mm)。
高精度质心测量方法研究
高精度质心测量方法研究卢志辉,孙志扬,李祥云,薄悦,张磊乐(郑州机械研究所,河南郑州450052)摘要:质心测量对于空间飞行器至关重要,新型武器的研制对质心测量精度的要求不断提高。
将传统的天平原理与旋转轴结合,利用传感器技术,设计了一种新型质心测量机构,提出了一种能够明显提高质心测量精度的测量方法。
描述了具体测量机构的主体结构,给出了机构的测量原理、测量方法,并进行了机构对于质心测量的误差分析。
结合测量设备研制,进行了误差估算,理论估算的结果最大误差为0 023mm.采用标准样件的方法进行了实验验证,具体测量数据显示,最大误差为0 020m m.结果表明此测量方法理论分析计算与实验结果具有较好的一致性,并达到了较高的测量精度。
已采用该方法成功地研制出系列高精度测量设备,配用于相关领域。
关键词:仪器仪表技术;质心;质心测量;天平;测量方法;测量精度 中图分类号:TG156文献标志码:A文章编号:1000-1093(2009)12-1748-05Research on High Precision Measurement of CentroidLU Zh-i hui,SUN Zh-i y ang ,LI Xiang -yun,BO Yue,ZHANG Le-i le(Zhengzhou Research I nst itute of Mechanical Engineer ing ,Zhengzhou 450052,Henan,China)Abstract :The measurement of centroid is very important for aircrafts,and higher measurement prec-i sion is needed for the development of new w eapons.With the combination of rotational axis,tradition -al balance and sensor technology,a new measurement mechanism of centroid w as desig ned and a new measurement method w as put forw ard,w hich can improve the measurement accuracy obviously.The structure,the measurem ent principle and method w ere presented and the measurement error w as alsoanalyzed theoretically,in w hich the maximum error of theoretical estim ating is 0 023mm for the de -veloped mechanism.The actual maximum measurement error for a standard sample is 0 02mm,w hich is very close to the theoretical value.T he ex perimented results show that the measurement pre -cision of this mechanism is very ing the mechanism and method proposed,a series of measure -ment equipments were developed and used in related fields.Key words :instrument and meter technique;center of gravity;measurement of center of grav ity;ba-l ance;measuring method;measurement precision收稿日期:2008-10-15作者简介:卢志辉(1962 ),男,研究员。
完成版质心测量方案报告
完成版质心测量方案报告完成版质心测量方案报告一、引言随着工业自动化的普及和人们对制造质量要求的不断提高，精度测量技术日益成为现代制造业的重要领域。
在制造过程中，质心测量是其中一个重要的方面，对于精度测量的控制和优化至关重要。
本文将介绍质心测量的定义、质心测量的意义、质心测量的作用、质心测量方案的设计，并通过实验对之进行验证，实验结果表明本方案测量的质心值精度高、可靠性强。
二、质心测量的意义质心是由物体的形状和密度分布所确定的一个点。
对于各向同性的物体，质心和重心是重合的，重心测量是质心测量的一种特例。
质心测量的意义主要体现在以下几个方面：1. 分析物体的运动规律和作用力的转移路径：在分析物体运动规律和作用力转移时，需要知道物体的质心位置。
2. 合理设计物体的结构：在设计物体的结构时，需要知道物体的质心位置，从而确定物体结构的强度和稳定性。
3. 精度测量的控制和优化：在制造和加工过程中，需要对精度进行测量控制和优化，质心测量是其中一个重要的方面。
三、质心测量的作用质心测量在精度测量中起着重要的作用，其主要作用体现在以下几个方面：1. 确定物体的质心位置：在精度控制和优化过程中，需要测量物体的质心位置，以便对制造精度进行控制和优化。
2. 确定物体的重心位置：在物体的结构设计和运动规律分析中，需要测量物体的重心位置。
3. 检验产品质量：在生产加工过程中，需要对产品的质量进行检验，测量产品的质心位置是其中一个重要的方面。
四、质心测量方案的设计针对上述质心测量的意义和作用，我们设计了以下质心测量方案：1. 使用定位器将待测物体固定在测量平台上。
2. 在测量平台上安装精度测量仪器，仪器可以使用光学、电子等不同的测量原理。
3. 使用测量仪器测量物体的质心位置，对于平面物体可以采用静态测量法，对于立体物体可以采用动态测量法进行测量。
4. 记录测量结果，并进行数据处理和分析，计算物体的质心位置。
五、实验验证为了验证质心测量方案的有效性和精度，我们进行了一次实验。
测量空心盒子质心实验
测量空心盒子质心实验在物理学中，测量物体的质心是一项重要的实验。
质心是指物体整体上的重心，是物体所有部分质量的加权平均位置。
测量质心可以帮助我们了解物体的平衡性和运动特性。
本文将介绍一种测量空心盒子质心的实验方法。
我们需要准备一只空心盒子和一些测量工具。
空心盒子可以是任何形状，但必须是空心的，以便我们可以测量质心。
测量工具可以是简单的量尺和天平，也可以是更精确的仪器，如质心测量仪。
实验的第一步是测量空心盒子的外部尺寸。
我们可以使用量尺或卷尺来测量盒子的长度、宽度和高度。
将这些尺寸记录下来，以备后续计算使用。
接下来，我们需要确定空心盒子的质量。
使用天平将空心盒子放在上面，记录下盒子的质量。
如果我们使用的是质心测量仪，那么仪器会自动测量并记录盒子的质量。
现在，我们可以开始测量空心盒子的质心了。
将盒子放在一个平衡的支撑物上，确保盒子不会倾斜或滑动。
然后，我们可以使用不同的方法来测量质心。
一种常用的方法是使用支点法。
选择一个点作为支点，比如盒子的一个角。
用细绳或细线固定在这个角上，然后让盒子悬挂起来。
等待盒子停止摆动后，我们可以测量绳线与支点之间的垂直距离，并记录下来。
另一种方法是使用悬挂法。
我们可以用细绳或细线穿过盒子的一个角，并将盒子悬挂起来。
等待盒子停止摆动后，我们可以测量绳线与地面之间的垂直距离，并记录下来。
无论使用哪种方法，我们需要重复测量几次，以确保结果的准确性。
然后，我们可以计算出空心盒子的质心位置。
计算质心位置的方法有很多种，其中一种常用的方法是使用几何中心法。
对于一个具有规则形状的空心盒子，我们可以使用几何中心法来计算质心位置。
例如，对于一个长方体盒子，质心位于长方体的几何中心处。
对于一个不规则形状的空心盒子，我们可以使用分割法来计算质心位置。
将盒子分割成许多小部分，然后计算每个小部分的质心位置。
最后，将这些质心位置加权平均，就可以得到整个空心盒子的质心位置。
在进行实验时，我们需要注意一些问题。
大型运载火箭质量质心测量系统校准方法
量的目标即 为 测 量 出 Ｌ３、Ｌ４Ｙ 、Ｌ４Ｚ 三 个 数 值 以 及 运 载
火箭重力Ｇ。根据受力平衡以及力矩平衡原理可得：
Ｇ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４ ．
（１）
（Ｆ１＋Ｆ２）·Ｌ１＋（Ｆ３＋Ｆ４）·Ｌ２＝Ｇ·Ｌ３
Ｌ３＝
（Ｆ１
＋Ｆ２）·Ｌ１＋ Ｇ
（Ｆ３
＋Ｆ４）·Ｌ２
．
（２）
其中：Ｇ 为运载火箭箭体的重量；Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４ 分别为
０ 引 言 质 量 、质 心 是 运 载 火 箭 重 要 的 质 量 特 性 参 数 ，直 接
影响运载火 箭 的 运 载 能 力 和 入 轨 精 度 。 ［１］ 目 前，我 国 研 制 的 新 一 代 运 载 火 箭 直 径 达 ５ ｍ，并 且 具 有 长 度 长 、 刚 性 弱 、内 部 结 构 复 杂 等 特 点 ，无 法 通 过 理 论 方 法 计 算 出 箭 体 的 质 量 、质 心 等 参 数 ，所 以 在 运 载 火 箭 出 厂 前 要 对 其 质 量 和 纵 、横 向 质 心 等 静 态 参 数 进 行 测 量 ，以 满 足 运载火箭飞行时测量数据的检测要求。四点支撑法是 目前应用比较广泛的一种质量质心测量方 法［２－３］，通 过 四个力传感器和力矩平衡原理可同时实现运载火箭的 质 量 和 纵 向 质 心 、横 向 质 心 的 测 量 。 １ 质 量 质 心 测 量 原 理 及 方 法
大型运载火箭质量质心测量方法如图１所示。以 移动架车为基础，运 载 火 箭 箭 体 的 两 端 安 装 质 量 质 心 测 量 环 ，测 量 环 与 测 量 装 备 相 匹 配 ，通 过 安 装 在 架 车 上 的底座支撑台面的４ 个 称 重 传 感 器 支 撑 秤 盘，实 现 质 量的测量；通过力矩 平 衡 原 理 实 现 火 箭 纵 向 质 心 的 测 量；通过力矩平衡原 理 配 合 伺 服 电 机 驱 动 滚 轮 组 使 得 产品缓慢转 动，分 别 得 到 产 品 在 ０°、９０°、１８０°、２７０°四 点测量的数据（设产 品 吊 装 放 置 在 设 备 上 初 始 位 置 Ⅰ 象限为０°，从火箭航 向 向 后 看 顺 时 针 转 动），计 算 得 到 横 向 质 心 。 质 量 、纵 向 质 心 、横 向 质 心 均 由 软 件 自 动 计 算得出，软件计算结果为火 箭 的 重 量 Ｇ 以 及 三 维 质 心 Ｃ 点坐标。
质心与转动惯量实验
质心与转动惯量实验一、实验目的1．本实验是自主实验，同学们独立完成实验2．用称重法测定汽车连杆的质心3．用三线扭摆法测定汽车连杆对质心的转动惯量，并计算汽车连杆对滑块连接轴中心（小头园孔中心）的转动惯量4．用复摆法测连杆悬挂点的转动惯量，并利用平行轴定理计算连杆对质心的转动惯量5．对两种方法测量汽车连杆对质心的转动惯量的结果进行分析比较二、仪器、设备及试样1．汽车连杆2．三线扭摆3．复摆装置4．秒表5．电子称6．卷尺、直尺7．刀架（三菱尺代）三、实验原理1．利用静力学平衡条件测定连杆质心（公式自行推导）2．三线扭摆测转动惯量所依据的理论公式（1）空盘对质心的转动惯量l T mgr J 22204π= （1）其中：：空盘对质心的转动惯量0J ：空盘质量m ：摆线长l r ：悬线到转轴的垂直距离：空盘的摆动周期0T （2）被测物与盘对质心的总转动惯量l T Mgr J 2224π= （2）其中：J ：被测物与盘对质心的总转动惯量M ：被测物与盘总质量T ：被测物与盘的摆动周期（3）被测物对质心的转动惯量0J J J obj −= （3）obj J ：被测物对质心的转动惯量利用平行轴定理可获得刚体对平行于质心轴的任意轴的转动惯量。
3．用复摆法测连杆悬挂点的转动惯量，如图1所示224πmgST J A =（4） 其中： A J ：被测物对悬挂点的转动惯量m ：连杆的质量S ：悬挂点至质心的距离T ：摆动周期四、注意事项1．三线摆测量连杆转动惯量时，连杆质心应与园盘中心重合2．扭摆作扭振时，其扭转角应较小3．复摆法测量连杆转动惯量时，其摆动角应较小五、实验报告 1．本实验是自主实验，同学们针对测试内容讨论制定实验方案，并完成实验和结果计算。
完成后向教师叙述实验过程和结果，并完成实验报告提交2．自拟格式完成实验报告。
实验报告应包括：实验名称、实验目的、实验装置、理论依据、实验数据及测试结果、实验讨论等六、预习要求1．相关实验知识的准备2．自拟实验方案七、思考题1．对两种方法测量汽车连杆对质心的转动惯量的结果进行分析比较2．推导复摆测量转动惯量的公式（4）八、附录 三线摆测量物体的转动惯量三线摆（如图2所示）的水平园盘可饶中心轴作扭转摆动，利用园盘空载和加载后转动惯量与摆动周期的关系可求出被测物的转动惯量。
汽车质心测量实验报告
一、实验目的1. 理解汽车质心高度对汽车操纵稳定性、平顺性和安全性的影响。
2. 掌握利用侧倾试验台测量汽车质心高度的方法。
3. 分析测量结果的不确定度，并对不确定度进行评定。
二、实验原理汽车质心高度是指汽车质心相对于地面的垂直高度。
它是影响汽车操纵稳定性、平顺性和安全性的重要参数。
本实验采用侧倾试验台测量法来测量汽车质心高度。
侧倾试验台测量法的原理如下：1. 将防侧滑挡块置于侧倾试验台的适当位置，标定试验台，排除防滑挡块及试验台自身对于测量结果的影响。
2. 被测车辆按照GB/T 14172-2009《汽车静侧翻稳定性台架试验方法》的要求置于侧倾试验台上，实施驻车制动并将防滑挡块安装到位。
3. 启动侧倾试验台，首先测量并记录水平放置的被测车辆四个轮胎的载荷。
4. 使被测车辆随侧倾试验台翻转平面缓慢倾斜，记录在一定倾斜角度下，被测车辆四个轮胎的轮荷。
5. 通过受力图分析，根据力矩平衡原理计算汽车质心高度。
三、实验器材1. 侧倾试验台2. 被测车辆3. 防侧滑挡块4. 测量工具（如测力计、钢卷尺等）5. 计算机及数据处理软件四、实验步骤1. 标定侧倾试验台，排除防滑挡块及试验台自身对于测量结果的影响。
2. 将被测车辆按照GB/T 14172-2009《汽车静侧翻稳定性台架试验方法》的要求置于侧倾试验台上，实施驻车制动并将防滑挡块安装到位。
3. 启动侧倾试验台，首先测量并记录水平放置的被测车辆四个轮胎的载荷。
4. 使被测车辆随侧倾试验台翻转平面缓慢倾斜，记录在一定倾斜角度下，被测车辆四个轮胎的轮荷。
5. 根据受力图分析，利用力矩平衡原理计算汽车质心高度。
6. 对测量结果进行数据处理，分析不确定度。
五、实验结果与分析1. 实验数据：| 轮荷（N） | 轮距（mm） | 车辆整备质量（kg） | 侧倾角度（度） | 质心高度（mm） || :-------: | :-------: | :--------------: | :------------: | :------------: || 5000 | 1600 | 1500 | 15 |580 |2. 不确定度评定：根据实验数据和测量原理，分析测量结果的不确定度来源，包括：（1）测量工具的精度：测量工具的精度会影响实验结果的准确性。
(完成版)质心测量方案报告
《振动筛偏心块质心位置测量》——测量方案报告系别：机电工程系专业：测控技术与仪器班级：082911小组：第五组指导老师：王平周先辉引言在机械工程领域, 质心测量是一个应用十分广泛的测量项目, 如通用汽车的动力总成、汽车总装质心高度的测量,装甲车辆和车体上武器系统的质心分布, 火箭、飞机等各类飞行器的质心测量, 振动筛偏心块质心位置测量等，都属于质心测量的范畴。
根据测量原理的不同，质量质心测量方法通常分为三类：悬挂法、复摆测量法和质量反应法。
悬挂法是利用自由悬挂时质心必然通过悬挂点垂直面的原理来确定质心位置的方法，该方法只适用于小型设备且精度不高；复摆测量法是利用复摆摆动原理进行测量的方法，通过两次不同摆幅的摆动测量计算出高度方向质心坐标，该方法只能进行装备高度方向的质心坐标测量，且试验过程复杂，试验操作步骤多，误差影响环节较多，安全性较差；质量反应法是利用力矩平衡的原理进行质心测量的方法，该方法试验过程相对简单，普及率较高。
三点支撑法是质量反应法的一种，是目前应用比较广泛的一种质心测量方法，它通过3个称重传感器支承测试台，通过力矩平衡原理可同时对弹丸的质量、质心和偏心进行测量。
该方法结构简单，测量方便，测量效率、测量精度高，本次实训同样采用三点支撑法来测量振动筛偏心块质心位置。
1 三点支承法测量原理3个称重传感器支承点以及偏心块在测试平台上的投影如图 1 所示，建立坐标系(坐标原点为测试平台中心) 。
3个传感器支承点的坐标位置如图，分别为()111,s x y，()222,s x y，()333,s x y。
偏心块质心在 o x y中的投影坐标为(),c cc x y。
图1：俯视图图2：主视图( 1 ) 测质量根据传感器测得的值可得弹体的重量为：()123f f f G M gg++==①式中：123,,f f f —— 传感器值除去测试台重量的净值；g —— 重力加速度。
( 2) x 向质心位置测量装置在oxy 平面中，根据力矩平衡原理得：②( 3 ) y 向质心位置测量装置在oxy 平面中，根据力矩平衡得：112233()c f y f y f y y G ++=③2 测试系统设计系统结构图：2.1 压力传感器电路设计2.1.1称重传感器介绍称重传感器实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。
棒形轴对称构件轴向质心位置的测定
2 2 2 υ υ υ 1 + 2 + …… n ( 9) n υ υ 式中υ 1、 2 … n 为剩余误差 。 当测量次数 n 很大时 , 为了简 化计算 , 可用剩余误差绝对值的代 数和来代替剩余误差的平方和 , 可 以减少计算测量数列均方误差σ 的 工作量 。由偶然误差的正态分布理 论得知
L2 m 、 的大小 L1 M m 有关 。对于某指定构件 , 值已确 M L2m 定 ,若选取 L 2 < L 1 , 并使 《1 , 则 L1M
相对极限误差及比值
412 计算测量数列的均方误差σ
在等精度测量时 , 测量数列的 均方误差为
2 2 2 δ 1 +δ 2 + …+δ n ( 8) n 由于实际测量无法得知被测参 量的真值 , 因此各个偶然误差的大 小不能确定 ; 但可以从测量数列中 求出各剩余误差υ i 。所谓剩余误差 , 就是各个测量数据与其算术平均值 L 的差值 。因此均方误差σ 可由贝 塞尔公式计算
△ Lc =
(
× 100 %
≈
△ L1
L1
× 100 %
(5)
若测 量 L 1 的 相 对 极 限 误 差 为 011 % , 则轴向质心仪的综合相对极 限误差基本为 011 % 。 为减少实际测量误差 , 可分别 以构件的两个端部为基准点测量构 件的质心位置 , 将测得的两组数据 取算术平均值 。 41 数据处理方法
□ 于治会 Yu Zhi hui
式中 L 1 是刀口至构件某端 参考点的距离 ;L c 是构件质 心至该点的距离 ; 正负号由 坐标的选取与构件质心相 对刀口的位置决定 , 若取刀 口至参考点的轴向为正向 , 则当主砝码与参考点均在 刀口的同侧时 ,L′ c 取正值 ; 当主砝码与参考点分别在 刀口的对侧时 ,L′ c 取负值 。 质心仪的灵 敏 度 是 它 荷重感受的灵敏程度 。当 质心仪的活动系统平衡后 , 在主尺端部加砝码 , 指针在 刻度尺上偏转的角度或移 动的距离除以所加砝码的质量就称 为该质心仪的灵敏度 。单位可用分 度/ 克表示 。
连杆质心实验报告
连杆质心与转动惯量的测定一、实验目的1、运用已学知识测定工程中实际零部件的质心与转动惯量。
2、掌握称重法测物体重心（质心）的方法。
3、学会用三线扭摆测定实际零件的转动惯量。
二、实验原理1、利用静力学平衡条件测定连杆质心。
2、三线扭摆测转动惯量所依据的理论公式（1）其中——空盘对质心的转动惯量；——空盘质量；——摆线长；——悬线到转轴的垂直距离；——空盘的摆动周期。
（2）其中——被测物与盘对质心的总转动惯量；——被测物与盘总质量；——被测物与盘的摆动周期。
（3）-------被测物对质心的转动惯量。
3、利用平行轴定理可获得刚体对平行于质心轴的任意轴的转动惯量。
三、实验装置和设备三线扭摆、电子称、汽车连杆、秒表、卷尺、直尺、刀架（三菱尺代）。
圆盘质量：229克四、实验数据A、复摆法测转动惯量质心到悬挂点距离s：0.092m 20次来回摆动时间t：a.13.88s b.13.88s ，c.14.00 物体质量m：357g由公式J=j-md²T=t/20j=mgST²/4π²得j=38.76*10^-4md²=30.22*10^-4故J=8.54*10^-4B、三线扭摆测转动惯量空盘质量：225g 物体质量：357g 摆长：0.659m 半径：0.1m空盘20个来回时间：39.12s 整体20个来回时间：27.6s由公式：得：J0=32.46*10^-4J=41.80*10^-4所以物体转动惯量J obj=9.34*10^-4五、实验讨论1、三线扭摆实验中由于质心的确认不够准确（影响了摆放），圆盘（包括载物时和空盘时）转动均非绕轴均匀转动，故误差较大。
2、复摆实验同样因为质心位置不精确导致S会有偏差，但是摆动周期稳定，故总体来说结果较为精确。
3、两种实验方法均简单易行。
质心测量方法
质心测量方法1、机械重力法机械重力法的主要代表是悬吊法。
悬吊法的原理是通过被测物体悬挂点的垂线必然经过质心。
其用两根钢丝绳。
-个标记板和一个铅锤就可进行测量测试设备简单。
其在待测物体上安装质心梁利用两根钢筋绳穿过两个质心梁后悬挂于--点使之自然下垂。
其悬挂点向下投影点必然经过被测物体的质心。
在固定在被测物体的标记板上记录投影位置。
变化悬挂位置重复上述操作得到质心所在平面。
再次变化悬挂位置重复上述操作即可确定质心的空间位置。
2、静态质心测量法不平衡力矩法。
不平衡力矩法的主要思想是将待测物体，安装在完全由无摩擦支点支撑的测量台上，如果物体的质心相对于，通过刀口支点的垂直轴线有一个位移，会产生一个大小等于物体的重力乘以位移量的力矩力矩传感器可以检测出不平衡力矩的大小，即可得出已知质量的待测物质心相对于刀口支点垂直轴线的距离；如果传感器输出结果为零，则说明待测产品质心在通过刀口支点的垂直轴线上。
3、多支点支撑法。
多支点支撑法-般在被测物体下面放有测量台用3个或者更多的称重传感器共同支撑测量台质心通过各传感器相对基准中心的位置进行求矩计算。
整个质心测量系统由称重系统和空间坐标测量系统构成。
质心测量过程为将被测物由吊装系统平稳吊起放置在称重系统上称重系统得出的质量值结合空间坐标系统测量得到的传感器位置计算出被测样件的二维质心值再将被测物体旋转90°可以得到剩下的另一个质心值。
通过。
上述操作即可得到空间三维质心坐标。
4、倾斜平台法。
倾斜平台法是基于多支点支撑法发展而来。
具体测量计算步骤为平台保持水平状态测量并计算出被测物体平面二维坐标：使平台倾斜一定角度测量计算出质心的垂直坐标。
测量多个不同角度可以得到一系列垂直坐标。
求平均值后即可得到比较精确的垂直方向质心坐标。
测量多个不同角度可以可到一系列垂直坐标求均值后即可得到比较精确的垂直方向质心坐标。
一种质量质心测量系统设计
一种质量质心测量系统设计作者：刘振力赵桂瑾来源：《科技资讯》 2012年第13期刘振力赵桂瑾(中国空空导弹研究院河南洛阳 471009)摘要:稳定平台的静不平衡对系统在大过载状态下的工作性能影响很大,而精确测量稳定平台的质量质心能够将系统静不平衡量调整到最小。
文章针对一般稳定平台系统的结构特点,设计了一种采用力矩平衡原理的质量质心测试系统,可以满足稳定平台精确调整静平衡的要求。
关键词:静平衡质量质心误差分析中图分类号:U467.4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0014-02随着现代飞行器速度更快、机动能力更强的发展趋势,对航空武器系统抗过载能力的要求也在不断提高。
在大过载下,很小的静不平衡量都可能使航空武器的稳定平台丢失目标,因而研制能够精确测量稳定平台静不平衡量的设备十分必要。
本文介绍了一种精确测量稳定平台质量质心的方法,通过质量质心的准确测量,来调整稳定平台的静不平衡量并使之满足系统要求。
根据被测件外形为周向对称的特点,本方案中被测件在测量平台上可以任意安装,提高了测量效率;也可以在测量平台上增装装夹机构,不会影响系统的测量精度,以便于满足不同被测件的测量要求。
1 质量质心测量原理质量和质心测量是通过3个称重传感器共同完成的。
称重传感器在测量平台上的垂直投影如图1所示。
其中点1,2,3分别表示3个称重传感器和测量平台的接触点,OX、OY为装置参考轴,原点O为装置的定位中心,H1、H2、L1、L2、L3、分别为3个称重传感器和参考轴OX、OY的垂直距离。
设oxyz为弹体坐标轴,装置OX轴和弹体轴ox重合,点C为试件在oxy平面的质心位置,则质量为:式中w为试件质量,w1、w2、w3分别为1,2,3三点处传感器的实测值(如图1)。
各点的分质量测出后,根据力和力矩平衡原理在平面oxy内对OX取矩,试件在oxy平面内的径向质心yc为:将试件绕x轴转动90°,使试件oz轴和装置OY轴平行,同理得试件在oxz平面内的径向质心zc为:2 质量质心测试系统组成2.1 质量质心测量工作台测量台主要包括调平机构、箱体、底座、升降机构、称重传感器、纵向基准、试件安装支架组成,机械示意图如图2所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
质心误差 设传感器综合极限误差 。 ( 1 ) 由传感器测量误差引起的 x 的质心误差为： ( 2 ) 由定位误差引起的 x 的质心误差为：
式中：、、分别为位置误差。 ( 3 ) 由传感器测量误差引起的的误差为： ( 4 ) 由定位误差引起的误差为：
式中： 、、 分别为位置误差。
王茜 程文丽
分类：称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、 电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等 8 类，以电 阻应变式使用最广。
电阻应变式传感器利用电阻应变片变形时其电阻也随之改变的 原理工作。主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆 4 部 分组成。电阻应变片贴在弹性元件上，弹性元件受力变形时，其上的 应变片随之变形， 并导致电阻改变。 测量电路测出应变片电阻的变化 并变换为与外力大小成比例的电信号输出。 电信号经处理后以数字形 式显示出被测物的质量。
4结论
综合以上公式推导以及误差分析可知： 提高传感器的测量精度可 减小各参数的误差； 通过测量方法补偿可大大减小各参数的误差； 通 过机械结构的改进减小了人为操作引起的误差。通过合理选择传感 器，改进机械结构， 使用合理补偿方法可提高质量、 质心的测量精度。
附录： 组长：董胜飞 成员：董胜飞 孙康 高彪彪 杨铭 王少波
要来自传感器重量测量误差、传感器的定位误差。 传感器的测量误差可通过采用高精度传感器来提高测量精度； 传
感器的定位误差主要有传感器的安装误差、 传感器顶点的不确定， 其 最终都会使传感器顶点位置坐标产生位置误差， 可通过测量方法的改 进进行补偿， 抵消一定的误差。 文中分析某单一误差时都是在假设其 他误差为零的情况下进行的。 质量误差
数据采集及分析
电 压 信 号
数据采集 数据采集是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元 中自动采非电量或者电量信号 , 送到上位机中进行分析、处理。数据 采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产 品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。 数据采集卡，即实现数 据采集 (DAQ)功能的计算机扩展卡，可以通过 USB、 PXI、PCI、PCI Express 、火线 (1394) 、PCMCIA、ISA、Compact Flash 、485、232、 以太网、各种无线网络等总线接入个人计算机。
《振动筛偏心块质心位置测量》 ——测量方案报告
系别：机电工程系 专业：测控技术与仪器 班级： 082911 小组：第五组 指导老师：王平 周先辉
引言 在机械工程领域 , 质心测量是一个应用十分广泛的测量项目 , 如通用汽车的动力总成、 汽车总装质心高度的测量 , 装甲车辆和车体 上武器系统的质心分布 , 火箭、 飞机等各类飞行器的质心测量 , 振 动筛偏心块质心位置测量等，都属于质心测量的范畴。 根据测量原理的不同， 质量质心测量方法通常分为三类： 悬挂法、 复摆测量法和质量反应法。 悬挂法是利用自由悬挂时质心必然通过悬 挂点垂直面的原理来确定质心位置的方法， 该方法只适用于小型设备 且精度不高； 复摆测量法是利用复摆摆动原理进行测量的方法， 通过 两次不同摆幅的摆动测量计算出高度方向质心坐标， 该方法只能进行 装备高度方向的质心坐标测量，且试验过程复杂，试验操作步骤多， 误差影响环节较多， 安全性较差； 质量反应法是利用力矩平衡的原理 进行质心测量的方法，该方法试验过程相对简单，普及率较高。 三点支撑法是质量反应法的一种， 是目前应用比较广泛的一种质 心测量方法， 它通过 3 个称重传感器支承测试台， 通过力矩平衡原理 可同时对弹丸的质量、质心和偏心进行测量。该方法结构简单，测量 方便，测量效率、测量精度高，本次实训同样采用三点支撑法来测量 振动筛偏心块质心位置。
电阻应变式传感器的称量范围为 300g 至数千 kg，计量准确度达 1/1000 ～1/10000 ，结构较简单，可靠性较好。大部分电子衡器均使 用此传感器。
称重传感器选择 偏心块的质量在 100kg 左右，工作台设计重量为 50kg，共重 150kg。设计中共使用三个称重传感器，每个传感器载重约为 50kg。 由此可选用电阻式传感器型号 ZEMIC L6E-80KG
数据处理 电压信号经数据采集卡， 进行 A/D 转换，再将所测数据经过串口 送入上位机（计算机） 。用计算机对接收数据转换可得到三个传感器 测得的力的大小 f1 、f2 、f3 ，然后通过计算公式可计算出质心位置， 并显示输出。
3 误差分析与补偿 以上分析可知， 质量误差主要来自传感器测量误差； 质心误差主
显示称重 质心位置
压力传感器电路设计 称重传感器介绍 称重传感器实际上是一种将质量 信号 转变为可测量的电信号输出
的装置。 用传感器茵先要考虑传感器所处的实际工作环境， 这点对正 确选用称重传感器至关重要， 它关系到传感器能否正常工作以及它的 安全和使用寿命，乃至整个 衡器 的可靠性和安全性。在称重传感器主 要技术指标的基本概念和评价方法上，新旧国标有质的差异。
1 三点支承法测量原理
3 个称重传感器支承点以及偏心块在测试平台上的投影如图
1
所示，建立坐标系 ( 坐标原点为测试平台中心 ) 。3 个传感器支承点
的坐标位置如图，分别为 ， ，。 偏心块质心在 o x y 中的投影坐标
为。
图 1：俯视图
图 2：主视图 ( 1 ) 测质量 根据传感器测得的值可得弹体的重量为：
?
式中： —— 传感器值除去测试台重量的净值； g—— 重力加速度。
( 2) x 向质心位置 测量装置在 oxy 平面中，根据力矩平衡原理得：
?
( 3 ) y 向质心位置
测量装置在 oxy 平面中，根据力矩平衡得：
?
2 测试系统设计 系统结构图：
放
压
电
数置力压来自据偏传
信
采
心
感
号
集
块
器
计算机 数据处理