项目通过对力学计量标准装置的研发,建成了社会公用计量标准,建立了力学量值溯源体系,项目研究成果形成了力学计量系列国家计量标准,为高端装备制造业提供了技术保障。
(1)成功研发了500t大力值数字式力传感器,通过弹性体创新设计和特殊化学处理,有效的解决了大力值传感器输出非线性和传感器防水防腐难题。防水腐蚀500t大力值数字式力传感器将柱式弹性体结构进行了创新改进,改善了原柱式传感器的非线性误差;通过对弹性体运用特殊工艺,确保了传感器在恶劣环境下可靠工作。该传感器的成功研制,突破了高精度大力值计量的技术瓶颈。
(2)通过优化的刀口式支承方式,采用挠性联轴节和无键抱闸连接结构解决了高灵敏度、高精度测量和同轴度难题,成功研制了高精度扭矩标准机,实现了高精度扭矩传感器和扭矩仪的校准。通过研发专门的信号模拟系统和制定相应的通讯协议,实现了模拟法对汽车行驶记录仪的检定。针对电子万能试验机、电液伺服万能试验机等不同的结构和技术性能,攻克了试验机的拉伸试验夹持装置的同轴度检测难题。
(3)发明了一种双稳态直驱式硬度计主轴加卸荷单元,以及硬度计自动加卸荷及测量单元。双稳态直驱式硬度计主轴加卸荷单元将两个稳定的装置形成了一个位置准确的有机整体,克服了繁琐的相互位置调整难题,并采用步进驱动机构、高精度压力传感器及智能控制技术,以及自动夹紧和自动跟踪测量技术,实现了硬度计加卸荷和测量单元的自动化,以及加荷平稳准确和高精度测量,抗振缓冲能力明显提高。
(4)实现了主流的数字显示测力仪表示值的图像识别,发明了波段开关识别方法和基于二维码的Marker标志及局部移动侦测的原始特征定位方法(ROI),同时改进了直方图拉伸和模版匹配算法,实现了仪表字符区域快速准确提取的技术突破。
(5)完成了一系列材料试验机国家计量技术标准、国家型式评价大纲、硬度计系列国家标准和汽车行驶记录仪检定规程,建立了力值、扭矩、转速和硬度等力学社会公用计量标准,建立了力学量值溯源体系,率先在全国建成了材料试验机国家型式评价实验室;同时研究了力学计量标准装置自控技术和数据处理技术,开发多款控制数据处理软件,提升了检定和校准的自动化、智能化水平。
项目获授权发明专利5项,实用新型4项,软件著作权3项,论文30余篇,材料试验装备产业发展研究报告1份,制修订6项国家计量检定规程和5项国家型式评价大纲,参与完成7项硬度计国家标准。基于本项目研究成果,国家计量院、各省市县计量机构建立了1000余项社会公用计量标准,建立了国家型式评价实验室3家,对材料试验机的研制、生产、检测提供了全产业链的质量保证,业务产生的经济效益每年近1亿元。项目整体成果已经在30多家材料试验机和硬度计生产企业(如:时代试金、莱州华银、济南鑫光等)经过长期的应用,已经取得了显著的经济效益和社会效益。获2021年度山东省科技进步奖二等奖。
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