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摘 要：随着我国科技的不断发展，计量技术的持续精进，力学相关计量标准也正在不断倾向完善。图形技术、信息处理技术、智能控制技术、传感器技术等先进技术也开始在力学计量中得到应用，对计量标准装置的完善与应用起到了促进作用。因此，本文分析了力学计量技术标准装置的发展现状与趋势，进而为后续的各项工作指明方向。
关键词：力学；计量技术；标准装置
前言：在计量学专业领域中，最初应用最广泛的计量方式，是借助力学测量过程最终得出物体定量描述的具体参数。在这一环节当中，主要包括对振动、流量、压力、质量等相关参数的计量与测试。在国内经济发展历程中，力学计量技术的地位是至关重要的。但要真正确保一个更为完善的力学检测体系的建立，还要经过更多的研究与思考，以确保计量标准装置的精确性得到提升，测量效率更高。
一、力学计量标准装置的发展与应用现状
（一）静重式力标准机
这一形式的力标准机是以砝码的重力作为标准负荷，通过适当的机构按预定顺序自动平稳地把负荷直接地施加到被检测测力仪的力标准机。这一形式的力标准机以砝码为加力的根本，砝码本身稳定的特性使得此项装置的不确定可达到0.01%。
（二）杠桿式力标准机装置
这项装置主要应用的是杠杆原理，通过作用力确保装置的运行，当设备运作达成平衡时，依据力矩总和为零的原理，来达成对整体力值的准确测定。在实际应用当中，最为常见的杠杆式力标准机就是利用这一原理来对力值大小进行测定，标准机测试具体精确度与装置杠杆比、组合方式以及自身质量的精确度有关。针对这项装置的不确定度进行分析，这项装置的不确定度可达到0.01%。
（三）传感式力标准机装置
这一形式的标准机，主要是借助感应元器件以及相关附件，协同构成一个检测系统，依据被检测物或是砝码的质量，对被检测器件产生的弹性变形量进行检测，并以此判断元器件的变量，而后对信号的输出参数进行收集，以便后续对质量参数进行对比与测量。比如压阻式压力传感器装置，可以依据压力的具体参数变化，来对质量数值进行详细测量。这项装置的不确定度可达到0.02%。
（四）液压式力标准机装置
这一形式的标准机，在测定过程当中主要是以帕斯卡为基础单位，对一个密闭液体装置进行压强比的测定。并且以标准砝码作为测量的基准，利用显示仪器；来标示出整体质量值参数。这一测量装置的应用值大小相较于之前所提及的杠杆式及传感式力标准机装置来说，可以测定的范围是更大的，最高能够达到2MN，5MN、20MN等，这项装置的不确定度可达到0.01%。
（五）弹簧式力标准装置
这一形式的标準机主要是依据弹性敏感元件在外界压力的作用下产生的形变原理来进行测定，通过对形变具体参数进行测试，并借助传动的放大机构来完成对测试过程中所得压力值等大小的显示。这项装置能够测量的压力范围或不确定度的大小，与内部弹性元件的形式是有紧密关联的，主要包含了波纹管式、膜片式以及弹簧式等。举例分析，平波膜片在测定过程当中，其可测定的范围值为10kN，波纹管式的可测定范围则为1kN。这项装置的不确定度可达到0.02%。
（六）叠加式力标准机装置
这一形式的标准机主要是借助一个基准较高的测力仪器来进行检测，而后使用机械法或者液压法完成对整体力值的测定，并对测力仪器的性能指标进行比对与分析。标准力仪器的性能指标参数，以及整体安装质量等要素，都会使这项装置的不确定度产生变动。当前国内针对叠加式力标准装置的校准范围大小约为500kN～1MN，这项装置的不确定度可达0.05%。我国国内的力学计量技术标准机装置相较国外有着很明确的差距，不但在测定范围上，相较而言可测定的最大值到最小值范围是较窄的，而且由于依然处于发展阶段，所以在力学参数测定上的不确定度也存在差距较大的问题。举例分析，在叠加式力标准装置对力值进行测定的过程当中，在1991年时，由美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）所开发的53MNBM计量装置，针对力值进行测定的最大范围为4.5～53MN，而装置的不确定度为0.038%（1.7kN）。2005年由我国研发的50MNBM计量装置，力值的测定范围则是5～50MN，相对不确定度为0.20%（k=2），可见当前我国在力学测定装置的开发研究以及计量标准等方面相较国外都存在很大的差距，还需要不断进行研究，持续提升精准度。
二、力学技术标准装置后续发展趋势分析
（一）可测定范围不断延伸的趋势
测定范围受到限制，测定行为则必然会受到局限。所以当前力学测定范围要求以及测定环境要求都要持续提升，在后续的发展过程当中，我国相关部门及相关人员必然要对力学测定装置可测定范围的不断拓展进行思考与研究，以确保测量装置实效性的提升。在经过不断的研究与改进之后，测量装置的量限范围也应当更加广。在对于力学计量技术标准装置微小力值与超大力值进行延伸与拓宽之后，相关测定结果也会更具备权威性，可见这是当前力值计量相关装置急需完善的一个重要方面。
（二）由静态校准向动态校准发展
我国力学领域，在后续的另一个重要发展趋势，便是对于计量装置的测量校准逐渐由静态力校准转变为动态力校准，由静到动的校准方式，能够进一步确保对相关参数测定准确度的大幅提升，而精准的测定结果，也是每一项力学相关研究的核心要素，由此可见这一完善过程的重要性。此外还应当将更先进的信息处理技术融合到力学标准装置当中，对动态参数进行最为精确的捕捉、采集与分析，以此转变确保动态参数跟踪的全面性与精准性，这样的校准改革，必定会成为后续力学测定技术发展的重要趋势。
（三）充分利用激光与传感器相关技术
在未来的改革过程当中，我国技术领域应当更注重激光与传感器相关技术在力学技术标准装置中的融合，应当充分运用当前时代最为先进的计算机技术，利用以及多普勒效应、压电效应以及压阻效应等相关原理，并融合当前最新的传感技术及传感元件，进一步提升计量装置测试过程的精确度，减少测量误差。并且要充分应用激光技术，借助正弦逼近的方式，对相关参数进行处理与整改，这样才能确保不确定度校准的灵敏度得到确切提升。这样的技术应用，对人为误差的削减有着很明显的效果，所以也必然会成为今后发展的趋势之一。
结语：综上所述，对力学计量技术标准装置的应用进行分析与不断完善，有助于今后力学计量装置在相关领域中重要作用的体现，以上仅供参考，望能够起到正面促进作用。
参考文献：
[1]朱咏梅，高东升.力学计量技术标准装置的现状及发展趋势[J].科技创新与应用，2015（28）：34-35.
[2]任怀峰，于大伟.力学计量技术标准装置的现状分析与发展方向[J].电子世界，2014（06）：90-91.
[3]伍卓亮.力学计量技术标准装置现状及发展趋势[J].沿海企业与科技，2009（04）：45-46.
关键词：力学；计量技术；标准装置
前言：在计量学专业领域中，最初应用最广泛的计量方式，是借助力学测量过程最终得出物体定量描述的具体参数。在这一环节当中，主要包括对振动、流量、压力、质量等相关参数的计量与测试。在国内经济发展历程中，力学计量技术的地位是至关重要的。但要真正确保一个更为完善的力学检测体系的建立，还要经过更多的研究与思考，以确保计量标准装置的精确性得到提升，测量效率更高。
一、力学计量标准装置的发展与应用现状
（一）静重式力标准机
这一形式的力标准机是以砝码的重力作为标准负荷，通过适当的机构按预定顺序自动平稳地把负荷直接地施加到被检测测力仪的力标准机。这一形式的力标准机以砝码为加力的根本，砝码本身稳定的特性使得此项装置的不确定可达到0.01%。
（二）杠桿式力标准机装置
这项装置主要应用的是杠杆原理，通过作用力确保装置的运行，当设备运作达成平衡时，依据力矩总和为零的原理，来达成对整体力值的准确测定。在实际应用当中，最为常见的杠杆式力标准机就是利用这一原理来对力值大小进行测定，标准机测试具体精确度与装置杠杆比、组合方式以及自身质量的精确度有关。针对这项装置的不确定度进行分析，这项装置的不确定度可达到0.01%。
（三）传感式力标准机装置
这一形式的标准机，主要是借助感应元器件以及相关附件，协同构成一个检测系统，依据被检测物或是砝码的质量，对被检测器件产生的弹性变形量进行检测，并以此判断元器件的变量，而后对信号的输出参数进行收集，以便后续对质量参数进行对比与测量。比如压阻式压力传感器装置，可以依据压力的具体参数变化，来对质量数值进行详细测量。这项装置的不确定度可达到0.02%。
（四）液压式力标准机装置
这一形式的标准机，在测定过程当中主要是以帕斯卡为基础单位，对一个密闭液体装置进行压强比的测定。并且以标准砝码作为测量的基准，利用显示仪器；来标示出整体质量值参数。这一测量装置的应用值大小相较于之前所提及的杠杆式及传感式力标准机装置来说，可以测定的范围是更大的，最高能够达到2MN，5MN、20MN等，这项装置的不确定度可达到0.01%。
（五）弹簧式力标准装置
这一形式的标準机主要是依据弹性敏感元件在外界压力的作用下产生的形变原理来进行测定，通过对形变具体参数进行测试，并借助传动的放大机构来完成对测试过程中所得压力值等大小的显示。这项装置能够测量的压力范围或不确定度的大小，与内部弹性元件的形式是有紧密关联的，主要包含了波纹管式、膜片式以及弹簧式等。举例分析，平波膜片在测定过程当中，其可测定的范围值为10kN，波纹管式的可测定范围则为1kN。这项装置的不确定度可达到0.02%。
（六）叠加式力标准机装置
这一形式的标准机主要是借助一个基准较高的测力仪器来进行检测，而后使用机械法或者液压法完成对整体力值的测定，并对测力仪器的性能指标进行比对与分析。标准力仪器的性能指标参数，以及整体安装质量等要素，都会使这项装置的不确定度产生变动。当前国内针对叠加式力标准装置的校准范围大小约为500kN～1MN，这项装置的不确定度可达0.05%。我国国内的力学计量技术标准机装置相较国外有着很明确的差距，不但在测定范围上，相较而言可测定的最大值到最小值范围是较窄的，而且由于依然处于发展阶段，所以在力学参数测定上的不确定度也存在差距较大的问题。举例分析，在叠加式力标准装置对力值进行测定的过程当中，在1991年时，由美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）所开发的53MNBM计量装置，针对力值进行测定的最大范围为4.5～53MN，而装置的不确定度为0.038%（1.7kN）。2005年由我国研发的50MNBM计量装置，力值的测定范围则是5～50MN，相对不确定度为0.20%（k=2），可见当前我国在力学测定装置的开发研究以及计量标准等方面相较国外都存在很大的差距，还需要不断进行研究，持续提升精准度。
二、力学技术标准装置后续发展趋势分析
（一）可测定范围不断延伸的趋势
测定范围受到限制，测定行为则必然会受到局限。所以当前力学测定范围要求以及测定环境要求都要持续提升，在后续的发展过程当中，我国相关部门及相关人员必然要对力学测定装置可测定范围的不断拓展进行思考与研究，以确保测量装置实效性的提升。在经过不断的研究与改进之后，测量装置的量限范围也应当更加广。在对于力学计量技术标准装置微小力值与超大力值进行延伸与拓宽之后，相关测定结果也会更具备权威性，可见这是当前力值计量相关装置急需完善的一个重要方面。
（二）由静态校准向动态校准发展
我国力学领域，在后续的另一个重要发展趋势，便是对于计量装置的测量校准逐渐由静态力校准转变为动态力校准，由静到动的校准方式，能够进一步确保对相关参数测定准确度的大幅提升，而精准的测定结果，也是每一项力学相关研究的核心要素，由此可见这一完善过程的重要性。此外还应当将更先进的信息处理技术融合到力学标准装置当中，对动态参数进行最为精确的捕捉、采集与分析，以此转变确保动态参数跟踪的全面性与精准性，这样的校准改革，必定会成为后续力学测定技术发展的重要趋势。
（三）充分利用激光与传感器相关技术
在未来的改革过程当中，我国技术领域应当更注重激光与传感器相关技术在力学技术标准装置中的融合，应当充分运用当前时代最为先进的计算机技术，利用以及多普勒效应、压电效应以及压阻效应等相关原理，并融合当前最新的传感技术及传感元件，进一步提升计量装置测试过程的精确度，减少测量误差。并且要充分应用激光技术，借助正弦逼近的方式，对相关参数进行处理与整改，这样才能确保不确定度校准的灵敏度得到确切提升。这样的技术应用，对人为误差的削减有着很明显的效果，所以也必然会成为今后发展的趋势之一。
结语：综上所述，对力学计量技术标准装置的应用进行分析与不断完善，有助于今后力学计量装置在相关领域中重要作用的体现，以上仅供参考，望能够起到正面促进作用。
参考文献：
[1]朱咏梅，高东升.力学计量技术标准装置的现状及发展趋势[J].科技创新与应用，2015（28）：34-35.
[2]任怀峰，于大伟.力学计量技术标准装置的现状分析与发展方向[J].电子世界，2014（06）：90-91.
[3]伍卓亮.力学计量技术标准装置现状及发展趋势[J].沿海企业与科技，2009（04）：45-46.