力值国家基准是一种用于产生基准力值的固定式仪器,主要用于定度标准测力仪。在国家的科研和工业生产等领域经常会遇到测量力值大小的实际问题,所以力值计量必不可少。为了保证力值计量和传递的一致性和准确性,必须深入研究标准力源技术。其中液压式标准力源在大力值计量领域中应用广泛,但油缸和活塞间的摩擦和泄漏使其力值计量精度难以提高,工作效率较低,造价十分昂贵。为了解决这一问题,人们尝试过动压润滑、静压润滑等手段,但结果都不理想。针对目前这种情况本文首次研究了滚动摩擦油缸液压式精密力源技术,用以解决现有液压式标准力源所遇到的瓶颈问题。本文的主要工作和创新点总结如下：首先对现有的液压式标准力源的基本原理及其误差因素进行了详细的分析：液压式力标准机以大、小油缸构成的连通器为主体,根据帕斯卡原理工作,它基于力的动力学效应,将已知质量砝码的重力经液压放大来复现基准力值。影响其提高技术性能的关键难题是缸塞系统的摩擦和环形间隙泄漏。经研究发现为了减小柱塞之间的摩擦力,人们总是在围绕如何减小两个运动件的滑动接触摩擦而做工作的。接着针对目前这种情况,本文首次创新性的提出了用滚动摩擦代替滑动摩擦的思想,即设计出一种滚动摩擦油缸的结构,用以替代原来的滑动摩擦油缸。其次本文对滚动摩擦油缸的结构设计进行了详细的阐述,以发明的滚动摩擦柱塞式液压缸为核心,运用两个滚动摩擦柱塞式液压缸形成一连通器,构成液压式力标准机的主体。同时本文还设计了液压控制系统。它由两个差动连接的柱塞式液压缸构成专用补油液压泵,配以伺服驱动控制系统、液压回路组成。此外本系统采用了超高压无摩擦密封技术和无脉动柱塞油缸自动稳压技术,对提高液压式力标准机的力值测量精度有很大的帮助。再次本文论述了滚动摩擦油缸液压式力标准机的不确定度分析的相关原理,推导出滚动摩擦油缸液压式力标准机力值和各个影响量之间的不确定度关系。最终通过静力学分析表明运用滚动摩擦油缸有可能制作误差在0.01%级的机器。通过对液压油缸的流体结构耦合分析可以看出采用新结构的滚动摩擦液压式力标准机在防止泄露上有很好的效果。将本文所设计的机械装置和液压控制系统配以机电控制系统就可组成完整的滚动摩擦油缸液压式力标准机。总之,滚动摩擦油缸液压式力标准机是一种新型的标准力源装置。它简化了油缸的结构,大幅度降低了摩擦力和造价,工作效率高,无需高压液压泵,也没有压力和流量脉动现象。完全能够满足国家工业生产对标准力源装置的需求,对我国计量工作的发展有重要的意义。