工作时,将被测仪器与力标准机配套的标准力传感器进行串联安装,通过力源对两者同时施加载荷,使标准力传感器及其配套的指示仪表复现定度时的标准值,从而实现被校仪器的校准。叠加式力标准机通常由主机系统和电器控制系统组成。主机系统的机械结构主要包括主机框架、标准力传感器、工作平台、反向器机构、力加卸载系统等部分。标准力传感器作为参考标准,其直线性、重复性、滞后、蠕变以及长期稳定性等指标直接决定了力标准机的技术性能。对于力值较大的标准机,常将多个相同量程和外形尺寸的标准力传感器进行并联安装,组成一个标准力传感器组来扩展测量范围上限。工作平台和反向器机构共同构成主机系统的拉向和压向两个工作空间,用于安装被测仪器,并对其拉向或压向载荷特性进行分别校准。力加卸载系统有机械式加载和液压式加载两种结构形式,液压式加载结构常用于力值较大的场合。电器控制系统采用标准力传感器及仪表的测量信号来实现力值闭环控制,控制系统的准确度、灵敏度和波动度等性能也是影响标准机性能的重要因素。叠加式力标准机具有工作效率高、制造成本低等优点,复现力值不确定度通常在0.03%~0.1%。采用液压加载方式的叠加式力标准机的工作原理如图所示。
1 横梁 2 标准力传感器 3 被测力传感器 4 油缸 5 活塞 6 立柱 7 油路
8 底座 9 标准力传感器配套指示仪表 10 被检指示仪表 11 液压站