网状张力计的校准方法研究

1 前言

网状张力计（也称丝网张力计，网版张力计），最早被应用于印刷行业，是用来测量和控制丝网印刷过程中丝网在绷网机上的绷紧程度及上胶后网框内丝网张力大小的仪器，是丝网印刷过程中的一种必不可少的计量器具。随着科学技术的进步和工艺技术的精密化，目前网状张力计也已经被广泛应用于纺织、印刷、电路板、电子等生产企业。网状张力计主要从瑞士、日本等国进口，目前国内并没有该计量器具的检定规程或校准规范，对网状张力计的溯源缺乏有效的技术依据，不能达到量值统一的要求。由于在相关技术工艺中丝网张力过大或者不足都将严重影响产品质量，因此网状张力计量值的准确度在相关企业生产过程中具有非常重要的作用。本文将根据网状张力计的结构和工作原理，结合实际校准工作总结出一种校准方法并论述其量值溯源性。

2 网状张力计的结构和工作原理

网状张力计测量的丝网张力，是指在网布状丝网受到拉力作用时，存在于丝网内部而垂直于两相邻部分接触面上的相互牵引力，其大小与施加的拉力和丝网的宽度有关，通常以丝网每厘米宽度上受到的张力来表示，因此，网状张力计的计量单位一般为N/cm，测量张力的范围一般为（7～50）N/cm，准确度一般标称为±5%FS[1]。

以较为常用的瑞士TETKO网状张力计为例，主要是由主轴护套、刻度锁、刻度旋转盘、指针、调校装置、表身、测量板和校正板等部件组成（如图1和图2所示）。其测量原理是：利用网状张力计本身自重施力于被测试丝网上使丝网下沉，丝网表面张力的不同会导致其下沉的位移距离不同，从而通过网状张力计的下沉位移测量装置（测量板）驱动指针转动来指示丝网张力值。

3 校准方法

3.1 网状张力计校准装置的组成

根据网状张力计的测量原理和有关丝网张力测量的相关资料[2]，确定使用以十字形状的聚酯丝网织物网布作为网状张力计校准装置的载体，张紧装置使用驱动机构施加相互垂直的两个方向的力于网布上，并利用标准测力传感器测量这两个方向的力值，在两个方向都受力的网布中间区域（约240mm×240mm）为有效工作受力区域。工作原理如图3：

图中，有效工作区域网布宽度L=L1=L2 ，两个方向施加的力值F=F1=F2，则网布中间工作区域内的标准张力值X为：X=F/L （1）

各项参数要求：

（1）有效工作区域网布在张紧过程中变形量不大于2mm；

（2）网布两个受力方向的交叉角度应为90°、±1°；