[发明专利]一种基于自适应算法的测量垫块的设计方法及应用

摘要

本发明涉及一种基于自适应算法的测量垫块的设计方法及应用，属于计量领域，该测量垫块是利用自适应计算机算法，充分考虑了体积比较仪的电称量范围，质量比较仪测量工位尺寸及高度、体积比较仪砝码交换框架高度，体积比较仪最大秤量等设计参数，还考虑了待测砝码和标准砝码的密度值和实际质量值，确定出用于稳固砝码的凹槽的加工参数，从而设计出与测量砝码相适配的测量垫块。测量时，将待测砝码水平放置在该测量垫块上，利用液体静力法体积测量，得到待测砝码的体积，本发明的设计方法简单，提高了砝码测量的准确度，特别是水平放置砝码，减少砝码底部凹槽的气泡附着现象，提高体积测量的准确度，扩展体积比较仪的使用范围。

主权项

一种基于自适应算法的测量垫块的设计方法，其特征在于：在该测量垫块的表面加工用于稳定待测砝码的凹槽，其是由以下步骤设计而成：(1)设计一个立方体原料块，其体积为Vblock＝Bw·Bd·H；其中H为原料块的高度，Bw为原料块的宽度，Bd为原料块的长度，密度为ρd；(2)在原料块的顶面上加工一个弧形凹槽，凹槽的槽深为dep，凹槽底部至原料块底面的高度为h，则h＝H‑dep；(3)设定凹槽的圆弧所对应的圆心角为θ，根据待测砝码的半径R，可得：凹槽所对应的横截面为:Scut=πR2·θ2π-12w·(R-dep)]]>w为凹槽的槽口宽度；则凹槽对应的体积为:Vcut＝Scut×Bd从而得到测量垫块的体积为Vd＝Vblock‑Vcut；(4)在自适应计算机算法参数空间中的体积到期望体积的差异绝对值DV＝|Vexp‑Vd|；(5)在自适应计算机算法中，各种参数需满足如下约束条件：mr-ρ1·Vr≤Maxmt-ρ1·Vt+md-ρ1·Vd≤Max|mt-ρ1·Vt+md-ρ1·Vd-(mr-ρ1·Vr)|≤τ(ρt-ρ1)Vt+(ρd-ρ1)Vd=(ρr-ρ1)Vrw≤Bw0<h<Hh+2R<Hmax]]>其中：mt、Vt、ρt分别为待测砝码的质量、体积、密度；ρ1表示用液体静力法体积测量的液体密度；md、Vd、ρd分别为测量垫块的质量、体积、密度；mr、Vr、ρr分别为标准砝码的质量、体积、密度；τ表示体积比较仪电子天平的电称量范围；Max为体积比较仪电子天平的最大秤量；Hmax为体积比较仪砝码交换框架允许放置的最大砝码高度；(6)通过在自适应计算机算法参数空间中，搜索离期望的体积值差距是最小值的索引，[H_index,dep_index]＝min{DV}H＝min{DV,H_index}dep＝min{DV,dep_index}，利用该索引获得测量垫块的高度值H和切削进深为dep的最优解，从而确定测量垫块的加工参数。