家具力學檢測中位移的精確測量

顧東蘭

（通標標準技術服務（上海）有限公司，上?！?00233）

家具力學檢測中位移的精確測量

顧東蘭

（通標標準技術服務（上海）有限公司，上海200233）

家具是人們日常生活中的重要用品，在家具生產的過程中，需要利用力學手段對家具進行檢測判斷其是否合格，尤其是在位移精確測量的項目中，更是考察家具質量的關鍵性因素之一，以往家具力學檢測中位移的精確測量主要是利用鋼卷尺、刻度尺、千分尺等工具，整體來說測量效果不佳，測量誤差較大，因此，要結合實際的情況對家具精確測量方法進行不斷的改進，全面提升家具力學檢測中位移的精確測量效果。

家具力學檢測位移精確測量現階段，家具力學檢測中位移的精確測量項目主要應用的測量原理有光柵式位移傳感器、三角法測試技術、磁柵式位移傳感器等三種，但是，在實際的使用中，卻由于使用不當而產生一定的測量誤差，因此，本文主要對這三種測量原理進行分析，并通過兩個試驗項目來對位移可信度低的問題進行分析。

1　家具力學檢測中位移可信度低的問題分析

在進行家具力學檢測中，主要面對的是板式家具、實木家具等木材家具，在實際的檢測中發現位移可信度存在過低的問題，造成這方面的原因有很多，下面主要以家具力學檢測中位移可信度低的問題進行試驗分析，具體如下。

1.1對抽屜結構強度的試驗

在木材家具中，抽屜是家具的重要結構之一，對抽屜結構強度的試驗，主要是按照規定的力度在推拉構件的面板以及后板的內側中部大約距離推拉構建20mm高的位置，按照規范要求緩慢的增加推拉力度［1］。按照這個流程對其進行20次試驗，在第1次和第20次加載時，要根據相應的要求分別對面板以及后板的水平位移進行測量。本次試驗中主要引用的條款為：GB/T 10357.5-2011的7.5.5條款，ISO7170-2005的7.5.5條款。

對本次試驗位移可信度低的分析，主要引用GB/T 10357.3-2013、ISO7170-2005的力值范圍：40～70N，重復次數為20次［2］。本次試驗中家具主要應用的材料為中纖板，常用的四種厚度中纖板如下，同時，在本次的試驗中，如果高度上受力均勻并且忽略高度為20mm加力影響的話，那么，針對本次試驗中使用四種厚度中纖板20次求的平均值如下（如表1所示），本次彈性模量的依據主要根據GB/ T 17657-1999中的4.9條款對其進行測量的，并且也測得在70N下的應變量值，根據公式推算家具檢測如表1。

如果是采用70N對其沖擊一次的話，那么位移變化量大概為0. 003mm左右，如果再對其沖擊20次的話，那么位移將會擴大至20倍左右，當然，如果等材料恢復性能之后實際達不到20倍，但從這個試驗數據中可以清楚的看出抽屜結構精確測量中存在著誤差。

1.2水平靜載荷對精確測量誤差的試驗

水平靜載荷試驗方法如下：首先，要利用擋塊將腿1和腿2進行固定，然后再向桌面上加載相應的平衡載荷。其次，根據相應的標準規定施加力，主要將其作用在桌面中心線一側的點位上，并對其進行水平加力20次，而且要保證每次加力不能少于10秒［3］。在整個試驗的過程中，要對第一次以及最后一次的加載和卸載位移值分別對其進行測量，這是對桌面上一個點位的位移測量，再利用同樣的方法，分別取三個點，并對這個三個點進行同樣的位移測量方式。其中主要引用的條款為：GB/T 10357.1-2013的5.1.2條款、ISO/DIS8019-1986。

通過以上的試驗對家具力學檢測中位移的精確測量誤差進行分析，試驗中主要采用的驗證方法為：GB/T 10357.1-2013，并且力值范圍為175-900 N，重復加載20次。在整個試驗的過程中，雖然主材為木材家具，但是，由于木材質量以及性能上的差別，也使得在實際的測量過程中可能出現0-20mm的誤差。在正常的試驗中主要采用游標卡尺對其位移進行測量，但是，在實際的試驗測量中發現，一旦撤去力之后，覆面板與連接件之間會存在慣性的作用，從而導致位移會隨著時間的推移變小，因此，要確保位移測量精度的準確性，必須對位移進行瞬時測量，然而，游標卡尺在測量的過程中，是有一個較長時間的過程，從而導致對位移測量很難進行重復定位，致使位移測量出現誤差。

表1　常用的四種厚度中纖板數據分析

表2　測量原理的適應性

2　家具力學檢測中位移測量的原理

2.1利用光柵式位移傳感器實施測量

光柵式位移傳感器在家具力學檢測中的應用，主要是通過光學原理來實現對位移的精確測量。在測量的過程中，首先要將信號作為一種數字脈沖的形式進行檢測輸出，然后再根據信息反饋裝置接受數字脈沖的信號，從而對目標進行測量［4］。眾所周知，光的速度極快，那么光柵式位移傳感器利用光學原理也具有速度快的優勢，另外，光柵式位移傳感器的應用還具有精度高、檢測范圍大的特點，是當今家具力學檢測中位移精確測量的重要方式之一。

2.2三角法測試技術

三角法測試技術是家具力學檢測中位移測量的重要技術之一，三角法測試技術主要是運用激光的方式來實施測量的，是激光測試技術中的一種，相對來說三角法測試技術的應用較為廣泛［5］。三角法測試技術運用的最大優勢就是能夠實現非接觸的測量，相比于傳統的人為精確測量方法來說，三角法測試技術的應用精確度要高很多，而且，該種位移檢測技術也是當今應用極為廣泛的一種測量技術。隨著社會經濟的不斷發展，激光測量技術的發展也極為迅速，激光器、光電掃描技術、陣列型光電探測器則是利用激光測量技術的原理而研制的高新測量技術，相比于傳統的測量方式來說，具有測量速度快、結構簡單、靈活性高、處理能力強、精度高等優勢，為家具力學檢測位移中的精確測量工作創造更有利的測量條件。

2.3磁柵式位移傳感器的測量

磁柵式位移傳感器主要是利用錄音技術與傳感器原理的結合來完成的。磁性尺在錄磁頭上將間隔相等的磁波錄制下來，再對這個磁性尺的波長進行分析，從而得出相應的距離，也可以將這個過程稱之為錄磁［6］。磁柵式位移傳感器在運用的過程中，除了原理之外其他的都與光柵式位移傳感器工作室的測量方法、特點以及傳感器的結構等有很大的相似之處。

3　家具力學檢測中位移精確測量原理的適用性

通過以上的分析，我們對三種家具力學位移測量原理有所了解，在實際的使用中，要根據實際的測量情況利用相應的測量技術，如果是按照GB/T 10357.1- GB/T 10357.7對其進行逐條分析的話，那么得出的結果是每種測量原理都有著不同之處，而且也會根據對家具力學位移精度測量原理的不同而有著不同的適應性（如表2所示）。

4　結語

綜上所述，在對家具進行位移精度的檢測過程中，參考的測量原理主要有光柵式位移傳感器、三角法測試技術、磁柵式位移傳感器等，當然，每種測量原理的差異性，也導致在不同測量項目中有著不同的適用性。通過以上對家具力學檢測中位移的精確測量分析，作者主要利用兩項試驗方式來對家具力學位移測量誤差進行分析，并結合自身對家具位移的精確測量原理的了解，主要從以上三方面測量原理展開分析，希望通過本文的分析，對提高家具力學檢測中位移精確測量工作效率給予一定的幫助。

［1］徐卓，張亞池，張立.木制品常用木材彈性常數測定方法的研究［J］.家具，2013（03）.

［2］吳智慧，黃瓊濤，徐偉.《家具表面軟/硬質覆面材料剝離強度的測定》行業標準解讀［J］.家具，2014（01）.

［3］古鳴.歐盟“床與床墊功能特性確定和評價標準的測試方法”標準解讀［J］.家具，2014（06）.

［4］李田澤，趙艷雷，盛翠霞，趙云鳳，暴敏，趙敬.雙層側向位置敏感探測器的畸變研究［J］.半導體光電，2012（06）.

［5］林雋穎，張成云.基于三角測量的三維激光掃描儀設計［J］.大學物理實驗，2013（05）.

［6］邵先秀，陳國玉.光敏電阻在照相機電子快門的應用［J］.科技傳播，2012（22）.