AIKOH爱光：高精度负载测量与测力解决方案的技术解析与应用

在现代工业制造、产品研发与质量控制体系中，力的精准测量是确保性能、可靠性与安全性的基石。日本AIKOH（爱光）作为测力仪器领域，其负载测量放大器及推拉力计系列产品，凭借的精度、稳定的性能和丰富的功能，已成为电子、汽车、医疗器械等制造业的精密检测工具。本文将深入解析AIKOH负载测量放大器的技术原理、核心产品系列、应用实践及选型要点，为工程技术人员提供全面的技术参考。

1. 品牌与技术背景：源自日本的精密测量传承

AIKOH品牌以其在力学测量领域的长期专注和技术积累而闻名。其核心产品——数字推拉力计，代表了便携式高精度力值测量仪器的水平。这些设备的设计哲学围绕“精确、坚固、易用"展开，致力于将实验室级别的测量精度带入生产线现场和研发实验室。产品通常采用全金属外壳，具备良好的防尘防摔特性，能够适应相对复杂的工况环境。

2. 产品系列概览与核心规格

AIKOH的测力产品线丰富，主要以RZ系列和RX系列推拉力计为代表，并通过负载测量放大器（信号调节器）与传感器配套，形成完整的测量链。

RZ系列是AIKOH的主流手持式数字推拉力计，以其高分辨率和可配置性著称。
RX系列同样为数字推拉力计，特点是具备数据记忆功能和高速数据传输能力。

下表对比了这两个系列中部分典型型号的关键技术参数：

*注：F.S. 代表满量程（Full Scale）。部分型号如RZE-1的精度为±0.5% F.S.。*

3. 技术原理与核心组件

AIKOH测力设备的核心技术基于经典的应变片传感技术和精密的信号处理电路。

1. 传感与转换：当外力作用于测力计的探头或传感器时，内部采用的高弹性合金应变片会产生微小的形变。这种形变导致应变片的电阻值发生相应变化。

2. 电桥与信号提取：应变片被接入惠斯通电桥电路。电阻的微小变化会破坏电桥的平衡，从而输出一个与所受力成正比的微弱电压信号（通常为mV/V级）。

3. 信号放大与处理：负载测量放大器在此扮演关键角色。它负责将微弱的毫伏信号进行高倍数、低噪声的放大，并经过滤波处理以消除干扰。随后，通过高分辨率的A/D转换器将模拟信号数字化。例如，RX系列采用了16位、100kHz的A/D转换器。

4. 计算与显示：内置的微处理器（如16位单芯片CPU）对数字信号进行计算，最终得出精确的力值，并以数字或实时曲线的形式显示在背光LCD屏幕上。设备通常支持峰值保持功能，能自动捕获并锁定测试过程中

4. 智能功能与数据采集分析

现代AIKOH测力计超越了简单的测量工具范畴，集成了多种智能功能，并与专业软件结合，实现数据化质量管理。

• 智能功能：包括自动清零、峰值保持/谷值保持、比较判断（GO/NO-GO）并可通过三色指示灯输出结果、过载保护以及单位切换（N, kgf, lbf）等。

• 数据采集软件：配套的RZ-3000/RZ-3000P软件极大地扩展了设备的能力。该软件运行于Windows系统，能够：

• 在时间轴上连续绘制负载值的变化曲线，直观展示压缩或拉伸过程的力学特性。

• 记录连续的测试数据，并可将数据列表轻松导出至Excel进行进一步分析。

• 与AIKOH的电动测试台联动，实现自动化、可编程的简单负载特性测试（如行程-力测试）。

5. 行业应用场景

凭借其高精度和便携性，AIKOH测力计在多个行业的质量控制与研发环节发挥着重要作用：

• 电子电器行业：测试按键、开关的触感力与寿命；测量连接器插拔力；检查微型马达的启动扭矩。

• 汽车制造行业：检测零部件（如按钮、面板、插接头）的装配力；验证安全带卡扣、手刹等机构的操作力。

• 医疗器械行业：测试注射器推杆力、手术钳夹持力、弹性绷带的拉伸力等，确保使用安全与舒适。

• 包装材料行业：测量包装袋的剥离强度、瓶盖的开启扭矩、封口机的热封压力。

• 纺织与新材料行业：测定纤维、布料、薄膜的拉伸、撕裂和剥离强度。

6. 产品选型与系统集成指南

选择合适的测力计和放大器是确保测量成功。工程技术人员可遵循以下路径进行选型：

1. 明确测量需求：首先确定是测拉力、压力还是两者皆需。确认力的作用方式是静态持续负载还是动态瞬时冲击。

2. 确定量程与精度：选择量程时，应确保被测力的大值不超过设备量程的80%-90%，同时关注最小分辨率是否满足要求。根据质检标准确定所需的精度等级（如±0.2% F.S. 或 ±0.5% F.S.）。

3. 考虑机械接口：根据测试工装设计，选择合适形状的测头（如尖头、平头、钩状）、螺纹接口或专用夹具。

4. 选择输出与集成方式：

• 独立手持使用：关注屏幕大小、续航时间（典型约12小时）和手持舒适度。

• 集成到自动化系统：此时负载测量放大器至关重要。它负责将传感器的原始信号调理成PLC或数据采集卡（DAQ）可接收的标准信号（如0-10V电压或4-20mA电流）。需确认设备是否支持所需的模拟输出（如±2V）或数字通信接口（如USB, RS-232C）。

• 连接PC进行高级分析：必须确认设备与RZ-3000等配套软件的兼容性，以及电脑的端口配置。

7. 校正与维护：保障长期测量精度的关键

为确保测量的长期准确性和可追溯性，必须对测力计进行定期校正。AIKOH提供了规范的校正作业指导：

• 校正周期：根据使用频率和精度要求制定，通常建议每6至12个月进行一次。

• 标准器：使用经过溯源的标准砝码或更高级别的测力仪作为标准。

• 校正步骤：

1. 将设备在标准环境下预热，并安装在平稳台面上。

2. 开机后进行自动归零。

3. 从量程的20% 开始，依次对多个点（如40%，60%，90%，100%）进行加载和读数，记录多次测量平均值。

4. 计算误差，并与允收标准（如±0.2% F.S.）对比，判断合格与否，并粘贴校正标签。

• 日常维护：避免严重过载冲击；保持传感器及测头清洁；长期不用时定期充电；在规定的温湿度环境下使用（如0-40℃）。

结论

AIKOH爱光的负载测量放大器与测力计，通过将精密的应变片传感技术、高性能的信号放大调理电路和智能化的数据处理功能相结合，为现代工业提供了从微小型元件到大型部件的力值测量解决方案。其价值不仅在于提供精准的数字，更在于通过可追溯的数据和直观的曲线，帮助工程师洞察产品性能、优化生产工艺并从根本上保障质量。在面对具体的测量挑战时，结合明确的测量目标、遵循科学的选型流程并执行严格的周期校正，是充分发挥AIKOH仪器效能、实现精准测控的关键所在。