静重式扭矩基准机通常由砝码及其加卸系统、力臂及其支撑系统、扭平机构、床身等部分组成。静重式扭矩基准机力臂杠杆的支撑一般采用刀子-刀承支撑、静压空气轴承支撑两种方式。在刀子-刀承支撑方式中,刀子与力臂杠杆连接,刀承与扭矩机机身连接,以线接触的形式承载来自杠杆砝码的重力,减小支撑部分带来的摩擦。在静压空气轴承支撑方式中,外部气源提供的加压气体,经节流器喷射到轴承表面,在轴承转子和定子的间隙中形成高强度气膜,减小摩擦,实现对负载的支撑。
采用静压空气轴承支撑的静重式扭矩基准机,其通过力臂杠杆和两套砝码系统,可以分别复现顺时针和逆时针两个方向的标准扭矩。杠杆支撑部分采用空气轴承支撑系统。力臂杠杆的平衡状态由位移传感器测量并通过伺服控制系统控制调整。扭矩机的主动轴和从动轴上装配挠性联轴器,扭矩机与传感器的联结器采用轴锁紧装置,消除加工安装和传感器自重等因素带来的扭矩寄生分量,保证标准扭矩的准确加载。
20世纪八九十年代以来,中国相继建立了50牛米、1千牛米和5千牛米静重式扭矩基准机,力臂杠杆采用刀子-刀承支撑方式,扭矩值扩展不确定度为0.01%();建立了100牛米、20千牛米等静重式扭矩标准机,力臂杠杆采用静压空气轴承支撑方式,扭矩值扩展不确定度优于0.002%(
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静重式扭矩基准机作为复现和保存扭矩计量单位、统一全国扭矩值的最高依据,用于扭矩仪、扭矩传感器、转矩转速测量装置等扭矩计量器具的检定与校准。