介绍了中国计量科学院新建成的IMN静重式力标准机的工作原理、机械结构和电气控制系统，对该机进行了不确定度评定和性能试验与比对旁证。试验结果表明：IMN静重机的重复性优于2×10^-3；不确定度优于2×10^-5（k=3）。该机有效减小了加（卸）荷中的逆程，实现了砝码交换过程中的力值保持，实现了全自动控制的目标。

静重式力标准机在施加递增或递减负荷过程中，当砝码进行逆程交换时会出现逆负荷现象。为此，提出了力标准机独立加码的概念与方法，建立并讨论了独立加码方法的驱动方式、砝码加卸过程的运动规律、加卸过程中吊挂受力变化、加载稳定性和工作效率问题。研究了通过少量砝码的合理组合与交换，实现多力级等力值间隔加载的技术方法。当砝码进行逆程交换时，为减小以至消除逆负荷现象进行了理论分析和实验验证。结果表明，提出的方法是可行的和有效的。为力基、标准机的技术发展和提高提供了一种新的理论方法和试验依据，对力值计量检测技术的进步具有重要意义。

提出和研究了静重式力标准机的工作状态监控问题,在详细分析静重式力标准机的机械结构、主要组成部件和工作要求的基础上,设计了自动监控硬件系统,提出并建立了设备工作过程实时动画显示的全自动形象化监控界面模式;运用软件技术把控制计算机与被监控设备之间的双向信息整合,建立设备需要监控的工作部件与屏幕上动画部件之间的联系,从而达到工作状态实时动画显示,鼠标点击动画部件发出控制指令的功能,试验结果表明所采用的分析方法和解决方法是可行的、正确的,软件操作直观简便,执行过程形象化,达到了满意的监控效果,特别适合于工作状态需要实时监控的大型复杂设备.

静重式力标准机的加载系统是通过吊挂将砝码施加到被检测力仪上的.为保证工作平稳性和工作效率,吊挂必须附加一些复杂的机构.分析了1MN静重式力标准机的吊挂系统对力值检测计量精度的影响,建立了加载系统力学模型,从理论上分析了杠杆平衡装置、吊挂、防摆机构与系统测量准确度的关系,提出了误差计算方法和公式.结果表明,复杂的吊挂机构对系统的力值检测计量精度确是有影响的,但可以通过保证设备的机械结构装配精度来减小联结点的摩擦力,并同时保证位移控制精度来减小以至消除这种影响.

从理论上分析了静重式力标准机加载过程的砝码倒换的力学原理。得出力值控制精度和速度取决于执行装置的控制性能的结论。据此建立了控制模型,研究了其中的控制问题,并进行了倒码实验。结果表明,对砝码倒换的力学原理的理论分析和基于此的控制模型是正确、有效的,利用该模型控制倒码造成的力值波动不大于2%。

静重式力标准机属于实物标准，检定时用的传递标准器为非实物标准的标准测力仪。由于标准测力仪存在不稳定性、蠕变、漂移等诸多因素，检定人员即使完全按检定规程对力标准机进行操作，若操作程序不科学同样会引起非常大测量不确定度。通过分析，为静重式力标准机检定时不确定度评定估计提供一种方法。

静重式力标准机利用少量的砝码，进行相等力值间隔逐级加、卸荷时，需要交换砝码。当砝码进行交换时出现逆负荷现象，会对被检测力仪的示值产生影响。阐述了静重式力标准机采用的交换砝码方法是建立在利用弹性力替代砝码重力，砝码交换过程中重力与弹性力达到平衡的基本原理。提出了实现静重式力标准机砝码交换时系统达到力平衡的一种预加荷装置，经砝码交换力平衡控制的力学分析与实验验证，静重式力标准机采用预加负荷实施倒码力平衡控制的方法在理论上和技术上是可行的、有效的。

根据静重式力标准机的结构特点和工作原理,采用PLC控制器和PC作为主控单元设计了一套全自动控制系统。系统包括静重式力标准机砝码加、卸过程中关键逻辑的设计以及控制系统的主要功能,利用计算机语言编译了试验软件,实现了PC与PLC之间的通信和控制。实践证明,该控制系统在以多点开关量控制为主的静重式力标准机自动化控制方面具有一定的代表性和实际应用效果。