汽車(chē)衡在重負(fù)荷情況下， 臺(tái)面將受力變形，對(duì)計(jì)量亦產(chǎn)生一定的誤差。本文主要介紹了秤臺(tái)受力變形對(duì)計(jì)量誤差的影響。

近十年來(lái)，汽車(chē)衡由于具 有稱(chēng)重快捷，顯示直觀(guān)，穩(wěn)定可靠并 可與計(jì)算機(jī)連接打印等優(yōu)點(diǎn)，取代 了原來(lái)的機(jī)械式地中衡。

汽車(chē)衡一般采用無(wú)基坑或 淺坑安裝，對(duì)秤體臺(tái)面的承受載力 和強(qiáng)度有一定的要求。本文將通過(guò) 臺(tái)面的受力形變分析，討論并得出 形變與稱(chēng)重誤差之間的關(guān)系。由此 可看出臺(tái)面的承載力和強(qiáng)度對(duì)計(jì)量 性能的影響是極其重要的。

1.分析計(jì)算

汽車(chē)衡承重臺(tái)面受力分析，嚴(yán)格地來(lái)說(shuō)屬 彈性力學(xué)三維(空間）理論研究范圍 內(nèi)的問(wèn)題，但實(shí)際上這樣做會(huì)帶來(lái) 數(shù)學(xué)處理上相當(dāng)深度的因難，為了 將問(wèn)題在數(shù)學(xué)上適當(dāng)簡(jiǎn)化，而不影 響宏觀(guān)分析。本文采用一維模型進(jìn) 行受力分析，并在這基礎(chǔ)上討論臺(tái) 面變形對(duì)稱(chēng)重計(jì)量誤差的影響。

承重臺(tái)面上有一重力為P的重 物時(shí)，作用在傳感器上的力F=ΣF,，

在理想情況下，有F= ΣFi=P.實(shí)際中在重力P的作用下，承重臺(tái)面的任一點(diǎn)（支承點(diǎn)除外）相對(duì)原來(lái)位置產(chǎn)生一個(gè)位移％，臺(tái)面上
各點(diǎn)截面相對(duì)原平面也轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度這時(shí)作用在同一個(gè)稱(chēng)重傳感器
上的正壓力為F'，如圖1所示。

為了便于分析，以汽車(chē)衡簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支架,稱(chēng)重傳感器即為支座，承
重臺(tái)面則簡(jiǎn)化為梁，同時(shí)忽略承重臺(tái)面自重的影響，在討論梁的變形
時(shí)以臺(tái)面的長(zhǎng)度方向的軸心線(xiàn)為梁的X軸，垂直向上的軸為:y軸。在平面彎曲的情況下，變形后的梁軸線(xiàn)將成平面中的一條曲線(xiàn)，稱(chēng)
為撓曲線(xiàn)，如圖2所示。其方程可寫(xiě)成:：y =/(:r )。

梁的任一截面的垂直位移，也 就是撓曲線(xiàn)上相應(yīng)點(diǎn)的^坐標(biāo)，工 程上稱(chēng)為該截面的撓度。

根據(jù)材料力學(xué)的平面假設(shè)，梁的橫截面在彎曲變形前垂直于軸 線(xiàn)，彎曲變形后梁的橫截面仍保持 為平面，且仍垂直于變形后的撓曲 線(xiàn)，只是撓截面內(nèi)的某一軸旋轉(zhuǎn)一 個(gè)角度，所以截面轉(zhuǎn)角e就是撓曲 線(xiàn)的切線(xiàn)與I軸的夾角。又因?yàn)閾?/span> 曲線(xiàn)是一非常平坦的曲線(xiàn)d是一個(gè) 非常小的角度，故有

其中為梁的橫截面的極慣性 矩，只與截面的尺寸有關(guān)，￡為梁的 彈性模量，為梁的彎曲剛度,M 為截面上的彎矩。

式(3)為撓曲線(xiàn)的近似微分方 程,為了方便分析，可將臺(tái)面復(fù)雜的 受力情況等效簡(jiǎn)化成在集中力P作 用下的簡(jiǎn)支架，如圖(3)所示。

由于梁在AC段和CB段內(nèi)彎 矩不同，所以必須分段進(jìn)行積分,通 過(guò)推導(dǎo)可得：

2.結(jié)論

2.1從式(4)、（5)、（6)、（7)可以 看出，承重臺(tái)面的彎曲變形，支承點(diǎn) 轉(zhuǎn)角與被稱(chēng)物重力P大小、其在臺(tái) 面位置X、支承點(diǎn)跨度L有關(guān)，所以 同一重物在臺(tái)面的位置不同，所稱(chēng) 結(jié)果也略有不同。

2.2由于撓度將引起稱(chēng)重誤差， 因此在檢定時(shí)，如果標(biāo)準(zhǔn)砝碼或替 代物的量達(dá)不到檢定規(guī)程所要求的 最低量時(shí)，該項(xiàng)誤差就可能被疏忽， 而在稱(chēng)較重的貨物時(shí)將體現(xiàn)出較大 的誤差。在實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)彎 曲變形超過(guò)某一值時(shí)，必須對(duì)承重 臺(tái)面進(jìn)行加固，否則無(wú)論如何調(diào)整， 都達(dá)不到合格要求，即使偏載檢定 合格，也無(wú)法保證示值準(zhǔn)確。

3.建議

在實(shí)際工作中，如何減小撓度 引起的計(jì)量誤差，提以下幾點(diǎn)建議： 3.1合理安排支承點(diǎn) 從公式可以看出撓度與跨度的 三次方成正比，如果跨度縮小為原 來(lái)的1/2，則撓度減小為原來(lái)的1/ 8，通過(guò)縮短支承點(diǎn)跨度對(duì)臺(tái)面剛度 提高是非常顯著的。所以汽車(chē)衡的支承點(diǎn)不在兩端，而是向中間 移動(dòng)了一段距離，

因此選購(gòu)汽車(chē)衡，最好選 購(gòu)有兩節(jié)承重臺(tái)面的汽車(chē)衡。 從上述分析可知，對(duì)于只有4個(gè)傳 感器(分別安裝在四角）的長(zhǎng)臺(tái)面汽車(chē)衡，當(dāng)臺(tái)面剛度不夠時(shí)，最好的辦 法就是對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，在中間 增加節(jié)點(diǎn)，同時(shí)還要考慮各個(gè)傳感 器的特性是否相似。

3.2增加臺(tái)面抗彎剛度 現(xiàn)在有許多大型的電子衡器生 產(chǎn)廠(chǎng)，但也有一些全廠(chǎng)只有幾個(gè)人 的生產(chǎn)汽車(chē)衡小廠(chǎng)，這些小廠(chǎng) 實(shí)際上是使用專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家的顯示器和 稱(chēng)重傳感器，加上自已焊接的承重 臺(tái)面而組成汽車(chē)衡。一般信譽(yù)好的 廠(chǎng)家，承重臺(tái)面的主梁使用工字鋼 或槽鋼，因此它們的截面抗彎模量 大，通過(guò)焊接形成一個(gè)剛性主體。 但也有的廠(chǎng)家為了降低成本偷工減 料,利用鋼板焊接成工字梁體，上下 再用鋼板焊接成整體，這神方法制 成的汽車(chē)衡臺(tái)面，剛出廠(chǎng)時(shí)剛性可 以達(dá)到要求，但耐久性差，經(jīng)過(guò)幾年 的使用或偶然超載，結(jié)構(gòu)上的缺陷 就會(huì)暴露出來(lái)，就有可能無(wú)法使用。 這時(shí)就必須增加臺(tái)面抗彎剛度EJ 值，減少測(cè)量誤差。