微小力值样板的研制及其校准方法的研究

admin · 发表于 2022-9-3 10:26:44

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随着纳米力学测试技术的发展，保证微、纳米硬度测量结果的复现性和量值统一性变得非常重要，因此对影响微、纳米硬度测量精度的三要素即压头针尖的几何半径、微位移和加载力的校准提出了需求。本论文针对纳米力学测试系统压头加载力的校准和其它微小力值测量与校准的需求，研制一种微小力值样板，并研究其校准方法。本论文采取了“分体柔性等臂微力天平”的思想，设计了悬臂梁式微小力值样板加载力校准装置，其中一臂作用力是硬度压头加载力等被测量的力，另一臂作用力是E2等级砝码复现的重力，这样，通过微小力值样板的参数传递，实现了硬度压头加载力等的测量与校准。论文首先根据纳米力学测试系统的最大载荷和最大压入深度的范围，设计了一组不同规格尺寸的悬臂梁式微小力值样板以满足纳米力学测试系统加载力校准的需求。论文对微小力值样板的校准方法进行了研究，建立了微小力值样板的校准装置。该方法以砝码复现的重力作为对微小力值样板的加载方式，以纳米激光干涉仪作为微小力值样板变形量的测量设备，实现了对微小力值样板的校准，测量结果直接溯源到了质量和长度国际基本单位。并对测量结果进行了最小二乘法拟合，对拟合结果的不确定度进行了分析。最后，利用校准过的微小力值样板对纳米力学测试系统的加载力进行了校准，并对测量结果进行了分析，实验结果表明用微小力值样板校准纳米力学测试系统的加载力是可行的。

微小力值样板的研制及其校准方法的研究

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