专利名称：一种磁性拉压式测重计的制作方法
技术领域：
本实用新型属于计量领域，特别涉及一种磁性拉压式测重计，通过改良现有的磁浮势阱应用于测量重量，能同时作为拉力式测重计和压力式测重计。
背景技术：
目前的线性刻度式弹簧秤广泛应用于测量重量，全因为弹簧有良好的线性关系 (重量和位置)，然而弹簧在长期使用下会出现机械疲劳，使测重出现误差。另一方面，单一弹簧的弹簧秤不建议同时作为拉力式和压力式测重计(因为弹簧过度延伸会不能返回原点)，基于弹簧秤存在的问题，故计划使用永久磁石去研发线性刻度式测重计。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种磁性拉压式测重计，通过改良现有的磁浮势阱， 应用于测量重量，能同时作为拉力式测重计和压力式测重计。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是一种磁性拉压式测重计，包括一个非金属的非磁性平台和至少四个尺寸和磁势一致的圆柱形永久磁石，至少四个尺寸和磁势一致的圆柱形永久磁石极性一致、呈水平状固定在平台上，圆柱形永久磁石中心之间顺序的直线连线围成一个正多边形框，在多边形框正中央设置有一个非金属的非磁性柱体，在非磁性柱体上设置有悬浮永久磁石，所述悬浮永久磁石的极性放置与平台上的磁石极性放置一致，悬浮永久磁石被非磁性柱体水平径向限位、垂直轴向自由滑动，所述悬浮永久磁石连接一个计量支撑，在非磁性柱体上设置有计量读出刻度。所述的非磁性平台和所述非磁性柱体是木质、石质、塑料质、玻璃质中的一种。所述圆柱形永久磁石有四个，四个圆柱形永久磁石围成一个正方形框。所述圆柱形永久磁石有六个，六个圆柱形永久磁石围成一个正六边形框。所述非磁性柱体是一个塑料棒或玻璃棒，悬浮永久磁石套在塑料棒或玻璃棒上。所述非磁性柱体是一个塑料管或玻璃管，悬浮永久磁石安放于塑料管或玻璃管中。所述悬浮永久磁石的尺寸和磁势与平台上的圆柱形永久磁石尺寸和磁势一致。本实用新型结构简单，永久磁石的的磁场不受机械老化所影响，克服了弹簧秤因机械疲劳而对测量出现误差。可同时作为拉力式测重计和压力式测重计(二为一体)。两者具有同样的最大负载，也能简单地用尺面上的线性刻度显示重量。
以下结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。
图I是本实用新型实施例I的结构示意图； 图2是本实用新型实施例2的结构示意图；图3是本实用新型作为拉力计的结构示意图；[0016]图4是本实用新型作为拉力计的另一种结构透视示意图。
具体实施方式
实施例I :一种磁性拉压式测重计实施例，参见图I，所述测重计包括一个非金属的非磁性平台I和至少四个尺寸和磁势一致的圆柱形永久磁石2，至少四个尺寸和磁势一致的圆柱形永久磁石极性一致、呈水平状固定(粘接或其它形式)在平台上，圆柱形永久磁石中心之间顺序的直线连线围成一个正多边形框3，在多边形框正中央设置(粘接或其它形式)有一个非金属的非磁性柱体4，在非磁性柱体上设置有一个悬浮永久磁石5，所述悬浮永久磁石的极性放置与平台上的磁石极性放置一致，悬浮永久磁石被非磁性柱体水平径向限位、垂直轴向自由滑动，所述悬浮永久磁石连接一个计量支撑6，当将一个被称重物体放入计量支撑上后，悬浮永久磁石会向下滑动，然后通过在非磁性柱体上设置的刻度4-1读取承重的数据，或用其它刻度方式读取数据。本实施例是利用磁浮原理而提出的一种测重计，如图I所示，四个永久磁石(N极向上)对称地放在一个非磁性平板上，组成一个正方形，)在正方形的中心点上再放第五粒永久磁石(S极向下)称为悬浮永久磁石，利用磁性吸引力引发磁性排斥力，磁浮的磁石会在平衡点磁�。舸鸥∮谰么攀蛳乱贫⒓锤芯醯脚懦饬Γ舸鸥∮谰么攀蛏弦贫� 立即感觉到吸引力，形成磁浮势阱。当所围成的正方形面满足形成磁偶极子的条件，根据电脑模拟计算得知，由五个磁偶极子组成的磁浮势阱，其磁排斥力为线性。电脑模拟计算逻辑如下步骤1，设定一个磁偶极子仅有一个N极点源和一个S极点源，磁偶极子的长度为常数。步骤，2, (I)号，(2)号，(3)号，(4)号，(5)号磁偶极子完全相同，(5)号磁偶极子是磁浮永久磁石(如图I所示)。步骤3，设定5号磁偶极子的初始高度(h)。步骤4，找(I)号磁偶极子(N极)和(5)号磁偶极子(S极)的离距，设定为r15， 同时 r15=r25=r35=r45o步骤5，磁吸引力FA = -|k|/r2 (k为常数)，计算I号磁偶极子(N极)和(5)号磁偶极子(S极)的磁吸引力(fa_15)，同时fa_15= fa_25= fa_35= fa_45。步骤6，找I号磁偶极子(N极)和(5)号磁偶极子(N极)的离距，设定为R15,同
时尺15_尺25_尺35_尺45。步骤7，磁排斥力FR = |k|/R2 (k为常数)，计算I号磁偶极子(N极)和(5)号磁偶极子(N 极)的磁排斥力(FR_15)，同时 FR_15= fr_25= fr_35= fr_45。步骤8,忽视(1)，(2)，(3)，(4)号磁偶极子(S极)对(5)号磁偶极子的影响， 因为只属叠加效果(只影响磁力大小)，不影响斜率。步骤9,计算总磁吸引力=FA_15 + FA_25 + FA^5 + FA_45。步骤10，计算总磁排斥力=FR_15 + FR_25 + FR_35 + FR-45。步骤11，计算总磁吸引力和总磁排斥力的总和(F)。步骤12，选择其它h，重复步骤4直到步骤11。[0033]步骤13，绘制F与h的关系图。关系图形满足成为线性压力式测重计的条件是让重力向磁排斥力反方向，而磁吸引力不是线性，因此在结构设置中悬浮永久磁石的极性放置与平台上的磁石极性放置一致。仔细留意由5个磁偶极子组成的磁浮势阱，其实磁浮平衡点共有2个，换句话说，即是有2个非线性的磁吸引力和2个线性的磁排斥力，因为磁吸引力不是线性，故不考虑使用磁吸引力去抵偿重力，但该2个线性的磁排斥力方向相反，故能同时作为线性拉力式测重计和线性压力式测重计。较接近非磁性平板的平衡点称为内磁浮点，离非磁性平板较远的平衡点称为外磁浮点。把自由磁偶极子移去外磁浮点，利用磁石在外磁浮点时受到的磁排斥力作为压力式测重计。另一方面可把压力式测重计直立倒转，把自由磁偶极子移去内磁浮点，然后，利用磁石在内磁浮点时受到的磁排斥力作为拉力式测重计，使其能同时作为线性拉力式测重计和线性压力式测重计。实施例中拉力式测重计和压力式测重计的斜率和截距相同，最大负载也相同 (42. 6克)，测重时已考虑磨擦力的影响。非磁性圆筒和非磁性圆盘共重44. 6克，只需把它们的重量减低，最大负载可为87.2克(两者相加)。高度以半毫米变化定为最小负载，是为I. 8克。设计时只需把距离的线性刻度改为重量的线性刻度(使用指针式显示也可以， 能进一步地减低最小负载)，测重计即完成，本实施例在温度摄氏零度直到摄氏四十度仍适用，拉力式测重计和压力式测重计具对称性。 实施例中，所述的非磁性平台和所述非磁性柱体是木质、石质、塑料质、玻璃质中的一种。本实施例中，所述圆柱形永久磁石有四个，四个圆柱形永久磁石围成一个正方形框。实施例中，圆柱形永久磁石到非磁性柱体的距离为I. 4厘米，磁场为O. 9(特斯拉)，圆柱形永久磁石的高度为O. 5厘米，圆柱形永久磁石的直径为2厘米，四个圆柱形永久磁石围成的正方形框边长为8厘米。本实施例中，所述非磁性柱体是一个塑料棒或玻璃棒，悬浮永久磁石套在塑料棒或玻璃棒上。实施例2 本实施例是在实施例I的基础上进行的改进，本实施例中与实施例I相同的部分， 请参照实施例I中公开的内容进行理解，实施例I公开的内容也应当作为本实施例的内容， 此处不作重复描述。本实施例的不同点在于,所述圆柱形永久磁石有六个，六个圆柱形永久磁石围成一个正六边形框。实施例3 本实施例是在实施例I的基础上进行的改进，本实施例中与实施例I相同的部分， 请参照实施例I中公开的内容进行理解，实施例I公开的内容也应当作为本实施例的内容， 此处不作重复描述。参见图2，本实施例中，所述非磁性柱体是一个塑料管或玻璃管，悬浮永久磁石安放于塑料管或玻璃管中。实施例中，所述悬浮永久磁石的尺寸和磁势与平台上的圆柱形永久磁石尺寸和磁势一致。[0046]实施例4 本实施例是在实施例I的基础上进行的改进，本实施例中与实施例I相同的部分， 请参照实施例I中公开的内容进行理解，实施例I公开的内容也应当作为本实施例的内容， 此处不作重复描述。参见图3，本实施例中，所述非磁性柱体是一个塑料管或玻璃管，悬浮永久磁石安放于塑料管或玻璃管中。实施例中，所述计量支撑是一个挂钩安放在悬浮永久磁石的S极端。此种结构形成的是一种拉力计。实施例5 本实施例是在实施例I和实施例4的基础上进行的改进，本实施例中与实施例I 相同的部分，请参照实施例I中公开的内容进行理解，实施例I公开的内容也应当作为本实施例的内容，此处不作重复描述。参见图4，本实施例是作为拉力计的另一种结构形式，它是在实施例4的基础上将圆柱形永久磁石抬高，然后整体 倒装过来，悬浮永久磁石处于玻璃管中另一个平衡点。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种磁性拉压式测重计，其特征在于，所述测重计包括一个非金属的非磁性平台和至少四个尺寸和磁势一致的圆柱形永久磁石，至少四个尺寸和磁势一致的圆柱形永久磁石极性一致、呈水平状固定在平台上，圆柱形永久磁石中心之间顺序的直线连线围成一个正多边形框，在多边形框正中央设置有一个非金属的非磁性柱体，在非磁性柱体上设置有悬浮永久磁石，所述悬浮永久磁石的极性放置与平台上的磁石极性放置一致，悬浮永久磁石被非磁性柱体水平径向限位、垂直轴向自由滑动，所述悬浮永久磁石连接一个计量支撑，在非磁性柱体上设置有计量读出刻度。
2.根据权利要求I所述的一种磁性拉压式测重计，其特征在于，所述的非磁性平台和所述非磁性柱体是木质、石质、塑料质、玻璃质中的一种。
3.根据权利要求I所述的一种磁性拉压式测重计，其特征在于，所述圆柱形永久磁石有四个，四个圆柱形永久磁石围成一个正方形框。
4.根据权利要求I所述的一种磁性拉压式测重计，其特征在于，所述圆柱形永久磁石有六个，六个圆柱形永久磁石围成一个正六边形框。
5.根据权利要求I所述的一种磁性拉压式测重计，其特征在于，所述非磁性柱体是一个塑料棒或玻璃棒，悬浮永久磁石套在塑料棒或玻璃棒上。
6.根据权利要求I所述的一种磁性拉压式测重计，其特征在于，所述非磁性柱体是一个塑料管或玻璃管，悬浮永久磁石安放于塑料管或玻璃管中。
7.根据权利要求I所述的一种磁性拉压式测重计，其特征在于，所述悬浮永久磁石的尺寸和磁势与平台上的圆柱形永久磁石尺寸和磁势一致。
专利摘要本实用新型涉及一种磁性拉压式测重计，包括一个非金属的非磁性平台和至少四个尺寸和磁势一致的圆柱形永久磁石，至少四个尺寸和磁势一致的圆柱形永久磁石极性一致、呈水平状固定在平台上围成一个多边形框，在多边形框正中央设置有一个非金属的非磁性柱体，在柱体上设置有悬浮永久磁石，所述悬浮永久磁石的极性放置与平台上的磁石极性放置一致，悬浮永久磁石连接一个计量支撑。本实用新型结构简单，永久磁石的磁场不受机械老化所影响，克服了弹簧秤因机械疲劳而对测量出现误差。可同时作为拉力式测重计和压力式测重计(二为一体)。两者具有同样的最大负载，也能简单地用尺面上的线性刻度显示重量。
文档编号G01G7/00GK202453058SQ201220076398
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日
发明者黄志豪 申请人:黄志豪
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