光电张力计测量原理及溯源方法探索

　　1 引言

　　皮带是工业生产和人民生活中最常用的传动部件之一。因为每种传动皮带因种类、宽度不同，所以有不同的 " 安装张力 "。我们知道，如果安装张力太小，容易跳齿或打滑，或者达不到要求的传动力;若安装张力太大，皮带容易绷紧而寿命缩短，或轴承受力过大而易于损耗，甚至出现因过度绷紧带来的皮带断裂情况，所以正确测量 " 皮带张力 " 是十分必要的。近年来，音波式张力计作为一种非接触无损检测仪器得到了广泛应用，传统的音波式张力计是通过皮带传动声音来判断张力的大小。然而，声音在我们周围无处不在，用普通音波式张力计测量容易因为周围环境的干扰带来测量的不准确，经常在环境恶劣的地方必需进行多次测量甚至关闭干扰源才能测到真正力值。光电式张力计的推广应用，有效解决了杂乱无章的声波干扰所带来的影响，其通过激光信号对皮带振动的情况变化进行监控，从而判断皮带工作时的张力，测量工作的效率得到了很大的提高。

　　本文简单分析该类仪器的工作原理，并结合实际探讨了校准该设备的方法.

　　2 光电式张力计的工作原理介绍

　　设置于齿(滑)轮轴间的各类型皮带，当被施于冲(撞)击时，原本静止状态的皮带轮，初期会产生包含了高频成分和冲击成分两种不规则的振动波形，然后逐渐衰减成有规则的波形。由于振动会在短时间里减弱，和不同频率的振动相互交错的影响下，欲取得皮带或者其他输送带的基本波形的周期性是比较困难的。

　　音波式皮带张力计传感器采样被测物的振动(位移)变化后，经由微电脑处理器基准信号和振动频率的差异数据后，由张力计自带软件进行独立的数据处理，计算出皮带的实际张力值。对振动信号的采集，与其他普通的激光测振原理一样，在此不作解释。

　　传统的光电式皮带张力计采集信号后的分析与音波式皮带的工作原理一致，因此，鉴于光电式张力计与音波式张力计外观相似，以便携式结构为主，具有体积小巧、使用方便等特点。检定校准时，将张力计安装在普通振动台振源上方，输出一定频率稳定的振动信号，当仪器显示输入频率准确时，读取显示的张力值。

3 溯源方法

　　3.1 概述

　　普通光电式皮带张力计的校准，与传统音波张力计一样，主要是对采样过来的信号的频率进行分析，其主要溯源的主要量为频率，即在于对频率信号大小的判断。

　　3.2 校准方法

　　3.2.1 频率校准

　　按照图 2 所示连接好仪器，用信号源(计量行业多用 Pulse多通道分析系统)输出端输出一个标准正弦电信号，通过功率放大器，激励振动台，发出一个标准振动信号并保证台体振动幅度大于张力计的灵敏度，张力计的探头接在(架在)振动台正上方，开始采样后待张力计读数稳定后读出仪器的频率指示值。连续读取多次的数据并取其平均值为实测值。