测力计量技术
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力 要求 。 ３ 高精度数 字二次 仪表
测力传 感器 的发展 与配套 的高精 度 的数 字 二次仪 表
的发展是 密不可分 的 ， 只有 当高 精度 的数 字 二 次仪 表 的
分辨率 和准确度提 高 以后 ， 才 有 可 能提 供 更 高 的检 测 手 段 以及数 据 的处 理 和控 制方 法 ， 使传 感 器 的性 能 得 到 进
一
步的优化。当前 ， 高精度的数字二次仪表线路 中高集
基质 量 。建筑 工业 的 飞速 发 展促 使 用 桩量 迅 速 上升 ， 准 确 测量桩 子 的纵 向承载 力是保 证建筑 工程质 量 的重 要 因
成化及微机的普遍应用 ， 使得测力技术通过计算机控制
实 现了全 自动化检测 ， 极大 的改变 了力值 测量 的准 确 度 ，
测力 计量技 术 的应用 非常广 泛 ， 无认 在大 力值方 面 ， 测量 轧钢 机轧 制力 的测力 仪上 限 已达 Ｏ Ｏ Ｍ Ｎ， 量测材 料性 能 的 巨型 试验 机 已达 １ ０ ０ ＭＮ； 还 是在微 小 力值 方面 ， 生物 力 学 中动物 肌 肉纤 维 的拉力 仪仅 为 １ ０ ｎ Ｎ 。 由此 可见 ， 测
力范 围的两 端之 比可 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ到 １ ０ 量级 。
变式传感器 ， 它是利用金属丝在外力作用下发生机械变
形时， 其 电阻值 将发 生变化 这一金 属 的电阻应 变效 应 ， 将 被 测量转换 为 电量输 出的一种传 感器 。 压阻式传 感器 是利 用 半 导体 材 料 在应 力 作 用 时 ， 其 电阻率会发 生 明显 变化 的压 阻效 应 ， 将 被 测 量转 换 为 电
是将 电刷 相对 于电阻元件 的运 动转换 为与 其成一 定 函数
较大、 造价 昂贵 ， 因此 ， 世 界 上 只有 少 数 国 家将 其建 立 作 为 大力值 计量 标准 。 它利 用 帕斯 卡 原理 ， 首次 把静 压 润 滑技 术应 用 于单缸 结 构 的非旋 转工 作 缸塞 系统 中 ， 在 世 界 大力值 测 力领域 居 国际领 先水平 ， ２ ０ ＭＮ基准 测力机 及
关系的电阻或电压输 出。电阻式传感器结构简单 、 性 能
稳定 、 灵 敏度较 高 、 性 能格 比好 价 、 抗 干扰 能力 强 ， 在 机 械 量 和几 何量测 量领 域 中应 用 十分 广 泛 。除 此 之外 ， 还 有
相应计量检定系统 的建立， 极大地满足了轧钢工业生产
过程中、 火箭 推力 及 大 型材料 试 验 机 等对 力 值计 量 准确 ｉ 贝 ０ 量 的要求 ， 并 为数 十万 吨级 以上 船舶 的锚链 试 验 、 核 动 力 装 置 的力 学性 能试 验 、 地 质结 构 与 地震 研 究 等提 供 了
关键词 ： 测力 ； 应用 ； 传感器 ； 二次仪表
１ 测 力计 量技术 的广 泛应 用
现代测 力技术 的发 展 ， 离 不 开获 取 和 转换 力 值 的测 力传感器 。传感 器又称 变 换 器或 换 能 器 ， 它 是将 某 物 理 量（ 主要 是机械 量或几何 量 ） ， 转 换 为另一 物理量 （ 主 要是 电学量 ） 来进行 测量 的器 件 。测 力 中 最 常用 的是 电 阻应
精 密 的检测 手 段 。 在建筑 工程 中需 测 量 桩基 的承 载 能力 ， 锤 击作 用 下 的桩 子受 到 冲击 力 而贯 人 地基 ， 通过 测 力值 和贯 人度 就 可 以根据 波动 方程 计算 单 桩 的承 载 力 ， 并 以此 来评 定 桩
电容 、 电感、 光纤和激光式传感器来满足不同状态下 的测
随着科 学技术 的发展 和计 算 机技 术 的广 泛 应用 ， 测 力计量 技 术 的应 用正 在不 断拓展 。 国际上最大 的液压 式
力标准机为中国计量院研制 的 ２ ０ Ｍ Ｎ基 准测力机 力值
确定 度为 ０ ． ０ １ ％ 。 由于 液 压式 力 标 准 机 制 造 技 术 难 度
量输出的一种传感器。电位器式传感器的基本工作原理
素之一 。
提高了检｝ 贝 ４ 效力。而且 ， 随着科学技术的不断发展 ， 计算
机平台技术正成为 自动化｝ 贝 ４ 量 和控制的前沿技术 ， 模块
化和高集成化使测力计量技术得到进一步发展 ， 自动化 狈 、 ０ 量和控制技术也会得到更广泛的应用。
作者简介 ： 胡和平， 男， 工程师。工作单位 ： 武汉市计量测试检定 （ 研 究） 所。
通讯地址 ： ４ ３ ０ ｏ ５ Ｏ武汉市汉 阳大道 ｌ １ ９ 号。
收 稿 日期 ： ２ ｏ １ ２—１ １ —２ ６
在地质勘测和土建施工及公 路施工方面， 测量土壤
承载力的便携式触探头贯人仪 ， 以及所用测力仪 ， 为土质 的现场快速评定提供 了检测手段。公路建设的飞速发 展， 对测力计量测试技术提出了更高的要求 ， 也使测力计
量 测 试技术 得 到 了更 新 和发展 。
２ 测 力计 量技 术 中传 感器 的应 用
《 诗量ｓ鳓试技术 ３年第 ４ ０卷第 ２期
测 力 计 量 技 术
Ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
胡 和 平
（ 武汉市计量测试检定（ 研究） 所， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ５ ０ ）
摘
要： 本文介绍 了测 力计 技术的应用 ， 以及测力计量技术的现状 和发展前景。
测力传 感器 的发展 与配套 的高精 度 的数 字 二次仪 表
的发展是 密不可分 的 ， 只有 当高 精度 的数 字 二 次仪 表 的
分辨率 和准确度提 高 以后 ， 才 有 可 能提 供 更 高 的检 测 手 段 以及数 据 的处 理 和控 制方 法 ， 使传 感 器 的性 能 得 到 进
一
步的优化。当前 ， 高精度的数字二次仪表线路 中高集
基质 量 。建筑 工业 的 飞速 发 展促 使 用 桩量 迅 速 上升 ， 准 确 测量桩 子 的纵 向承载 力是保 证建筑 工程质 量 的重 要 因
成化及微机的普遍应用 ， 使得测力技术通过计算机控制
实 现了全 自动化检测 ， 极大 的改变 了力值 测量 的准 确 度 ，
测力 计量技 术 的应用 非常广 泛 ， 无认 在大 力值方 面 ， 测量 轧钢 机轧 制力 的测力 仪上 限 已达 Ｏ Ｏ Ｍ Ｎ， 量测材 料性 能 的 巨型 试验 机 已达 １ ０ ０ ＭＮ； 还 是在微 小 力值 方面 ， 生物 力 学 中动物 肌 肉纤 维 的拉力 仪仅 为 １ ０ ｎ Ｎ 。 由此 可见 ， 测
力范 围的两 端之 比可 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ到 １ ０ 量级 。
变式传感器 ， 它是利用金属丝在外力作用下发生机械变
形时， 其 电阻值 将发 生变化 这一金 属 的电阻应 变效 应 ， 将 被 测量转换 为 电量输 出的一种传 感器 。 压阻式传 感器 是利 用 半 导体 材 料 在应 力 作 用 时 ， 其 电阻率会发 生 明显 变化 的压 阻效 应 ， 将 被 测 量转 换 为 电
是将 电刷 相对 于电阻元件 的运 动转换 为与 其成一 定 函数
较大、 造价 昂贵 ， 因此 ， 世 界 上 只有 少 数 国 家将 其建 立 作 为 大力值 计量 标准 。 它利 用 帕斯 卡 原理 ， 首次 把静 压 润 滑技 术应 用 于单缸 结 构 的非旋 转工 作 缸塞 系统 中 ， 在 世 界 大力值 测 力领域 居 国际领 先水平 ， ２ ０ ＭＮ基准 测力机 及
关系的电阻或电压输 出。电阻式传感器结构简单 、 性 能
稳定 、 灵 敏度较 高 、 性 能格 比好 价 、 抗 干扰 能力 强 ， 在 机 械 量 和几 何量测 量领 域 中应 用 十分 广 泛 。除 此 之外 ， 还 有
相应计量检定系统 的建立， 极大地满足了轧钢工业生产
过程中、 火箭 推力 及 大 型材料 试 验 机 等对 力 值计 量 准确 ｉ 贝 ０ 量 的要求 ， 并 为数 十万 吨级 以上 船舶 的锚链 试 验 、 核 动 力 装 置 的力 学性 能试 验 、 地 质结 构 与 地震 研 究 等提 供 了
关键词 ： 测力 ； 应用 ； 传感器 ； 二次仪表
１ 测 力计 量技术 的广 泛应 用
现代测 力技术 的发 展 ， 离 不 开获 取 和 转换 力 值 的测 力传感器 。传感 器又称 变 换 器或 换 能 器 ， 它 是将 某 物 理 量（ 主要 是机械 量或几何 量 ） ， 转 换 为另一 物理量 （ 主 要是 电学量 ） 来进行 测量 的器 件 。测 力 中 最 常用 的是 电 阻应
精 密 的检测 手 段 。 在建筑 工程 中需 测 量 桩基 的承 载 能力 ， 锤 击作 用 下 的桩 子受 到 冲击 力 而贯 人 地基 ， 通过 测 力值 和贯 人度 就 可 以根据 波动 方程 计算 单 桩 的承 载 力 ， 并 以此 来评 定 桩
电容 、 电感、 光纤和激光式传感器来满足不同状态下 的测
随着科 学技术 的发展 和计 算 机技 术 的广 泛 应用 ， 测 力计量 技 术 的应 用正 在不 断拓展 。 国际上最大 的液压 式
力标准机为中国计量院研制 的 ２ ０ Ｍ Ｎ基 准测力机 力值
确定 度为 ０ ． ０ １ ％ 。 由于 液 压式 力 标 准 机 制 造 技 术 难 度
量输出的一种传感器。电位器式传感器的基本工作原理
素之一 。
提高了检｝ 贝 ４ 效力。而且 ， 随着科学技术的不断发展 ， 计算
机平台技术正成为 自动化｝ 贝 ４ 量 和控制的前沿技术 ， 模块
化和高集成化使测力计量技术得到进一步发展 ， 自动化 狈 、 ０ 量和控制技术也会得到更广泛的应用。
作者简介 ： 胡和平， 男， 工程师。工作单位 ： 武汉市计量测试检定 （ 研 究） 所。
通讯地址 ： ４ ３ ０ ｏ ５ Ｏ武汉市汉 阳大道 ｌ １ ９ 号。
收 稿 日期 ： ２ ｏ １ ２—１ １ —２ ６
在地质勘测和土建施工及公 路施工方面， 测量土壤
承载力的便携式触探头贯人仪 ， 以及所用测力仪 ， 为土质 的现场快速评定提供 了检测手段。公路建设的飞速发 展， 对测力计量测试技术提出了更高的要求 ， 也使测力计
量 测 试技术 得 到 了更 新 和发展 。
２ 测 力计 量技 术 中传 感器 的应 用
《 诗量ｓ鳓试技术 ３年第 ４ ０卷第 ２期
测 力 计 量 技 术
Ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
胡 和 平
（ 武汉市计量测试检定（ 研究） 所， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ５ ０ ）
摘
要： 本文介绍 了测 力计 技术的应用 ， 以及测力计量技术的现状 和发展前景。