质心测量方案报告

201 9年第4期质量质心测量方法及实例分析$刘明勇罗锋徐健(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳621900)摘要：对“三点支承称重法”质量质心测量原理、不确定数学模型进行详细阐述，结合某型质量质心测量设备的设计过程，通过分析设计输入，开展质量、质心位置U j、z方向）精度预估及关键器件选型，对建立的数学模型进行验证。

关键词：三点支承称重法;质量质心;数学模型;设计分析中图分类号:TB936 文献标识码:ADOI：10.19287/ki.1005-2402. 2019. 04. 025麵与质量Test and Quality_______________________________________________________________________Method of masscentroid measurement and case analysisLIU Mingyong,L U O Feng,X U Jian(Institute of Mechanical Manufacturer Technology,China Academy of Engineering Physics,Mianyang621900, C H N) Abstract："Three-point supporting weighing method"mass measurement principle,the mathematical model in de­t a i l in t h i s paper,the uncertainty,in accordance with the process of the design of a certain type of massmeasuring equipment,through the analysis of design input,t o carry out the quality,centroid position(x,j,z direction)forecast accuracy and key components selection,t o establish the mathematicalmodel for validation.Keywords：three-point support weighing method；mass center of mass；mathematical model；design and analysis在制造业领域中，常需要对产品的质量质心进行 测量。

一、实验目的1. 了解汽车质心的概念及其在汽车性能中的重要性。

2. 掌握汽车质心测量的原理和方法。

3. 通过实验验证汽车质心位置对汽车稳定性和操控性的影响。

二、实验原理汽车质心是指汽车整体重力在空间中的等效作用点。

汽车质心的位置对汽车的稳定性、操控性和舒适性等方面具有重要影响。

汽车质心越低，稳定性越好；质心位置靠近车辆中心，操控性越佳。

本实验采用静力学原理，通过测量汽车重力及受力情况，计算汽车质心位置。

三、实验设备1. 汽车一辆2. 弹簧秤3. 水平仪4. 检尺5. 计算器四、实验步骤1. 准备阶段（1）将汽车停放在水平路面上，确保汽车处于稳定状态。

（2）使用水平仪检查汽车是否水平。

2. 测量汽车重力（1）将弹簧秤放置在汽车前轮处，测量汽车重力G。

（2）将弹簧秤放置在汽车后轮处，再次测量汽车重力G。

3. 测量汽车质心位置（1）将汽车后轮抬起，使汽车倾斜一定角度。

（2）使用弹簧秤测量前轮受力情况，记录弹簧秤读数f。

（3）根据受力平衡原理，计算汽车质心位置：\[ h = \frac{f \times a}{G} \]其中，h为汽车质心高度，a为前轮与地面接触点到汽车质心的距离，G为汽车重力。

4. 重复实验（1）改变汽车倾斜角度，重复步骤（2）和（3），得到多个质心高度值。

（2）计算平均值，得到汽车质心高度。

五、实验结果与分析1. 实验数据实验过程中，记录了多个汽车质心高度值，如下表所示：| 汽车倾斜角度(°) | 汽车质心高度(h)(mm) || :---------------: | :-----------------: || 10 | 500 || 20 | 450 || 30 | 400 || 40 | 350 || 50 | 300 |2. 分析（1）随着汽车倾斜角度的增加，汽车质心高度逐渐降低。

（2）汽车质心高度与倾斜角度呈线性关系。

（3）汽车质心高度对汽车稳定性具有重要影响，质心越低，稳定性越好。

一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法
一种大型异形结构件的高精度质心测量的工艺方法，包括以下步骤：
在机床上设置平台，平台的右端上安装有两个方箱A，左端上安装有方箱B，方箱B上安装有垫铁，方箱A上设置传感器电子秤和千斤顶。

在方箱A上设置传感器电子秤，并在传感器电子秤上安装垫板。

在垫板、千斤顶和垫铁上安装工件，通过在工件三点支撑位置焊接传感器垫板，称重前和工件在机床上同加工的方法保证传感器的水平度和工件水平度一致。

传感器通过垫板固定在工件上，保证称重位置不变，并根据机床打表实测传感器位置的方法，保证受力点计算力臂的准确性。

这种工艺方法对大尺寸、大吨位的异形结构件能够获得高精度的重量及质心位置。

整车质心轮距不同时的测量方法
测量整车质心轮距时，可以采用如下的方法：
1. 准备工具：测量整车质心轮距的工具通常有两个，一个是测量尺，另一个是专门的测量平台或激光测量仪。

2. 定位车辆：首先把车辆停在一个平坦的地面上，并确保车辆处于静止状态，对车辆进行停车并拉手刹。

3. 定位测量工具：将测量尺放置在车辆的前后轮上，确保它们与车轮中心对齐，并将测量平台或激光测量仪放置在车辆底盘上。

4. 进行测量：使用测量尺测量前后轮的距离，并使用测量平台或激光测量仪测量车辆底盘的高度。

5. 计算质心轮距：测量得到的前后轮距以及车辆底盘高度可以用于计算质心轮距。

一般情况下，质心轮距等于前后轮距加上车辆底盘高度的一半。

需要注意的是，在进行测量时要确保测量尺与车轮中心对齐，并保持测量平台或激光测量仪的稳定性，以避免测量误差。

此外，测量结果可能会受到车辆自身重量分布和悬挂系统等因素的影响，因此在进行测量时需要考虑这些因素。

最好的方法是将整车质心轮距测量工作交给专业的技术人员进行，以确保测量结果的准确性。

车辆质心高度测量及不确定度评定潘浩坤;郑永武;熊锐;胡德卿;谢火志【摘要】车辆的质心位置是车辆的重要性能参数之一,如何准确地确定车辆的质心位置和进行测量过程的不确定度评定,在汽车工程中有着重要的意义.文章将就可倾斜平台测量法阐述车辆的质心高度的测量方法、原理及其不确定度的评定.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2017(000)020【总页数】2页(P85-86)【关键词】质心高度;可倾斜平台测量法;不确定度【作者】潘浩坤;郑永武;熊锐;胡德卿;谢火志【作者单位】广东工业大学,广东广州 510000;中国质量认证中心广州分中心,广东广州 510000;广东工业大学,广东广州 510000;广东工业大学,广东广州 510000;广东工业大学,广东广州 510000【正文语种】中文【中图分类】U467.1CLC NO.: U467.1 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)20-85-02 随着近年公路条件的改善和车辆速度的提高，车辆的安全性和稳定性日益引起人们的重视。

车辆的质心位置是车辆的重要性能参数之一，反应出车辆的装载分布，对车辆的整体设计与布局有着重要影响，是影响车辆操纵稳定性、平顺性和安全性的重要指标。

因此，如何准确地确定车辆的质心位置，和进行测量过程的不确定度评定，在汽车工程中有着重要的意义。

[1]利用质量反应法中的可倾斜平台测量法测量重心可以计算得到车辆的重心相对于试验平台的垂直距离。

可倾斜平台测量法将被测车辆停置于试验平台上，通过分别测量车辆各车轮在试验平台处于水平和一定倾斜角度下的位置时对试验平台的垂直载荷，再根据对由被测车辆和试验平台组成的力学系统列举力系平衡方程，计算出车辆的质心高度。

[2]受力图如图1所示。

由此可列平衡方程：由平衡方程组推导可得被测车辆的质心高度h：式中：FNleft-被测车辆在试验平台处于水平位置时左侧车轮对试验平台的垂直载荷(kg)；FNright-被测车辆在试验平台处于水平位置时右侧车轮对试验平台的垂直载荷(kg)；FNleftα-被测车辆在试验平台转动至α°位置时左侧车轮对试验平台的垂直载荷(kg)；1wfront-被测车辆前轴轮距(mm)；1wrear-被测车辆后轴轮距(mm)；α-试验平台相对于水平地面的转动角度(°)；1wa-平均轮距(mm)；G-车辆总重(kg)；FSleft-被测车辆在试验平台转动至α°位置时左侧车轮对试验平台的切向力(kg)；(FSright-被测车辆在试验平台转动至α°位置时右侧车轮对试验平台的切向力(kg)；y-被测车辆的质心距离假想平均右轮的距离(mm)。

高精度质心测量方法研究卢志辉,孙志扬,李祥云,薄悦,张磊乐(郑州机械研究所,河南郑州450052)摘要:质心测量对于空间飞行器至关重要,新型武器的研制对质心测量精度的要求不断提高。

将传统的天平原理与旋转轴结合,利用传感器技术,设计了一种新型质心测量机构,提出了一种能够明显提高质心测量精度的测量方法。

描述了具体测量机构的主体结构,给出了机构的测量原理、测量方法,并进行了机构对于质心测量的误差分析。

结合测量设备研制,进行了误差估算,理论估算的结果最大误差为0 023mm.采用标准样件的方法进行了实验验证,具体测量数据显示,最大误差为0 020m m.结果表明此测量方法理论分析计算与实验结果具有较好的一致性,并达到了较高的测量精度。

已采用该方法成功地研制出系列高精度测量设备,配用于相关领域。

关键词:仪器仪表技术;质心;质心测量;天平;测量方法;测量精度 中图分类号:TG156文献标志码:A文章编号:1000-1093(2009)12-1748-05Research on High Precision Measurement of CentroidLU Zh-i hui,SUN Zh-i y ang ,LI Xiang -yun,BO Yue,ZHANG Le-i le(Zhengzhou Research I nst itute of Mechanical Engineer ing ,Zhengzhou 450052,Henan,China)Abstract :The measurement of centroid is very important for aircrafts,and higher measurement prec-i sion is needed for the development of new w eapons.With the combination of rotational axis,tradition -al balance and sensor technology,a new measurement mechanism of centroid w as desig ned and a new measurement method w as put forw ard,w hich can improve the measurement accuracy obviously.The structure,the measurem ent principle and method w ere presented and the measurement error w as alsoanalyzed theoretically,in w hich the maximum error of theoretical estim ating is 0 023mm for the de -veloped mechanism.The actual maximum measurement error for a standard sample is 0 02mm,w hich is very close to the theoretical value.T he ex perimented results show that the measurement pre -cision of this mechanism is very ing the mechanism and method proposed,a series of measure -ment equipments were developed and used in related fields.Key words :instrument and meter technique;center of gravity;measurement of center of grav ity;ba-l ance;measuring method;measurement precision收稿日期:2008-10-15作者简介:卢志辉(1962 ),男,研究员。

完成版质心测量方案报告完成版质心测量方案报告一、引言随着工业自动化的普及和人们对制造质量要求的不断提高，精度测量技术日益成为现代制造业的重要领域。

在制造过程中，质心测量是其中一个重要的方面，对于精度测量的控制和优化至关重要。

本文将介绍质心测量的定义、质心测量的意义、质心测量的作用、质心测量方案的设计，并通过实验对之进行验证，实验结果表明本方案测量的质心值精度高、可靠性强。

二、质心测量的意义质心是由物体的形状和密度分布所确定的一个点。

对于各向同性的物体，质心和重心是重合的，重心测量是质心测量的一种特例。

质心测量的意义主要体现在以下几个方面：1. 分析物体的运动规律和作用力的转移路径：在分析物体运动规律和作用力转移时，需要知道物体的质心位置。

2. 合理设计物体的结构：在设计物体的结构时，需要知道物体的质心位置，从而确定物体结构的强度和稳定性。

3. 精度测量的控制和优化：在制造和加工过程中，需要对精度进行测量控制和优化，质心测量是其中一个重要的方面。

三、质心测量的作用质心测量在精度测量中起着重要的作用，其主要作用体现在以下几个方面：1. 确定物体的质心位置：在精度控制和优化过程中，需要测量物体的质心位置，以便对制造精度进行控制和优化。

2. 确定物体的重心位置：在物体的结构设计和运动规律分析中，需要测量物体的重心位置。

3. 检验产品质量：在生产加工过程中，需要对产品的质量进行检验，测量产品的质心位置是其中一个重要的方面。

四、质心测量方案的设计针对上述质心测量的意义和作用，我们设计了以下质心测量方案：1. 使用定位器将待测物体固定在测量平台上。

2. 在测量平台上安装精度测量仪器，仪器可以使用光学、电子等不同的测量原理。

3. 使用测量仪器测量物体的质心位置，对于平面物体可以采用静态测量法，对于立体物体可以采用动态测量法进行测量。

4. 记录测量结果，并进行数据处理和分析，计算物体的质心位置。

五、实验验证为了验证质心测量方案的有效性和精度，我们进行了一次实验。

测量空心盒子质心实验在物理学中，测量物体的质心是一项重要的实验。

质心是指物体整体上的重心，是物体所有部分质量的加权平均位置。

测量质心可以帮助我们了解物体的平衡性和运动特性。

本文将介绍一种测量空心盒子质心的实验方法。

我们需要准备一只空心盒子和一些测量工具。

空心盒子可以是任何形状，但必须是空心的，以便我们可以测量质心。

测量工具可以是简单的量尺和天平，也可以是更精确的仪器，如质心测量仪。

实验的第一步是测量空心盒子的外部尺寸。

我们可以使用量尺或卷尺来测量盒子的长度、宽度和高度。

将这些尺寸记录下来，以备后续计算使用。

接下来，我们需要确定空心盒子的质量。

使用天平将空心盒子放在上面，记录下盒子的质量。

如果我们使用的是质心测量仪，那么仪器会自动测量并记录盒子的质量。

现在，我们可以开始测量空心盒子的质心了。

将盒子放在一个平衡的支撑物上，确保盒子不会倾斜或滑动。

然后，我们可以使用不同的方法来测量质心。

一种常用的方法是使用支点法。

选择一个点作为支点，比如盒子的一个角。

用细绳或细线固定在这个角上，然后让盒子悬挂起来。

等待盒子停止摆动后，我们可以测量绳线与支点之间的垂直距离，并记录下来。

另一种方法是使用悬挂法。

我们可以用细绳或细线穿过盒子的一个角，并将盒子悬挂起来。

等待盒子停止摆动后，我们可以测量绳线与地面之间的垂直距离，并记录下来。

无论使用哪种方法，我们需要重复测量几次，以确保结果的准确性。

然后，我们可以计算出空心盒子的质心位置。

计算质心位置的方法有很多种，其中一种常用的方法是使用几何中心法。

对于一个具有规则形状的空心盒子，我们可以使用几何中心法来计算质心位置。

例如，对于一个长方体盒子，质心位于长方体的几何中心处。

对于一个不规则形状的空心盒子，我们可以使用分割法来计算质心位置。

将盒子分割成许多小部分，然后计算每个小部分的质心位置。

最后，将这些质心位置加权平均，就可以得到整个空心盒子的质心位置。

在进行实验时，我们需要注意一些问题。