器，另一端安裝推進器的供應(yīng)系統(tǒng)和遙控系統(tǒng)，并且利用配重塊使橫梁在垂直方向所受力矩平衡，采用無線遙控的方式控制推進器，通過整機掛載推進器的方式完全消除管線對推力測量的影響。
[0032]為了在使用過程能夠最大限度地保護精密器件，采取了以下措施:位移傳感器(701)與活動橫梁￠)的距離可由手動平移臺(703)進行調(diào)整，便于保護位移傳感器(701)不受損傷，也便于調(diào)整位移傳感器(701)的機械零點位置；音圈(801)與永磁鐵(804)之間的距離可由手動平移臺(803)進行調(diào)整，便于保護音圈(801)與永磁鐵(804)不受損傷，也便于調(diào)整音圈(801)與永磁鐵(804)之間的工作距離；當(dāng)測量裝置處于非工作狀態(tài)時，利用過載保護栓(201、202)卡死活動橫梁￠)，避免活動橫梁￠)自由擺動。
[0033]為了對微小推力器具有較強的通用性，整個測量裝置配備了五套外部接口一致的樞軸套件組合，使得推力測量范圍分別為O?100μΝ、0?500 μΝ、0?lmN、0?5OmN和O?lOOmN，達(dá)到可變量程進行高精度推力測量的目的。其中，所采用的樞軸為Riverhawk公司貨架產(chǎn)品，型號分別為 5006-800、5005-600、5012-800、5010-600、5012-600。
[0034]當(dāng)測量裝置工作在不同量程時，活動橫梁(6)在推進器推力作用下，轉(zhuǎn)動的角度采用小角度近似原理，可直接測量活動橫梁(6)運動的線位移。所采用的位移傳感器為MICRO-EPSILON公司的電渦流式位移傳感器eddyNCDT3300，該傳感器無活動部件，為非接觸測量，探頭型號ESl，分辨率50nm，量程Imm0
[0035]在進行推力測量前，需要進行標(biāo)定。采用音圈(801)和永磁鐵(804)作為標(biāo)定主體裝置，永磁鐵(804)采用卡鎖的方式安裝在永磁鐵安裝架(805)上，永磁鐵安裝架(805)安裝在活動橫梁(6)上，音圈(801)和永磁鐵(804)中心軸線重合。當(dāng)音圈(801)通入不同大小的電流時，音圈(801)和永磁鐵(804)之間產(chǎn)生相斥力，該相斥力通過高精度電子天平進行評定，利用該相斥力對推力測量裝置進行標(biāo)定，標(biāo)定過程便捷、可遠(yuǎn)程控制、可工作在真空環(huán)境下。
[0036]本發(fā)明工作在真空模擬環(huán)境下，其工作過程如下:首先，將推進器安裝在活動橫梁
(6)裝有阻尼裝置(9)的一端，將推進器的供應(yīng)系統(tǒng)和遙控系統(tǒng)以及配重塊安裝在另一端，通過配重塊的添加和除去以及調(diào)整配重塊到轉(zhuǎn)軸的距離進行橫梁的配平，配平完畢后將活動橫梁(6)栓接在活動豎梁(3)和刀口架(5)上。其次，調(diào)整好位移傳感器(701)與活動橫梁出)的相對距離以及音圈(801)和永磁鐵(804)的相對距離。然后，準(zhǔn)備工作就緒后，對真空模擬系統(tǒng)進行真空處理，達(dá)到即定的真空模擬環(huán)境后，利用音圈標(biāo)定裝置(8)對測量裝置進行標(biāo)定。最后，開啟推進器，進行推力測量。
[0037]本發(fā)明所述的整套裝置可完全工作在真空模擬環(huán)境中。本發(fā)明的設(shè)計巧妙、結(jié)構(gòu)緊湊、便于拆裝、通用性強，適合質(zhì)量在30千克以下、推力在100毫牛以下的微小型推進器的高精度推力測量。
[0038]本申請不局限于說明書和權(quán)利要求文字部分所限定的內(nèi)容，任何本領(lǐng)域范圍內(nèi)公知的修改和變化都屬于本申請的范圍，說明書具體實施例部分僅是對本發(fā)明示例性的說明，不是對本發(fā)明的具體限定。
【主權(quán)項】
1.一種適用于微小型推進器的可變量程推力測量裝置，其特征在于:所述裝置包括工作底板(I)、固定豎梁(2)、活動豎梁(3)、樞軸套件組合(4)、刀口架(5)、活動橫梁￠)、位移測量裝置(7)、音圈標(biāo)定裝置(8)和阻尼裝置(9);工作底板(I)通過四個螺栓進行調(diào)平；固定豎梁(2)安裝在工作底板(I)上，并且裝有過載保護栓(201、202);樞軸套件組合(4)由四個樞軸套(401、402、403、404)和兩個樞軸(405、406)組成，每個樞軸兩端分別由一個樞軸套采用卡鎖的方式安裝，每兩個樞軸套(401、403和402、404)分別安裝在固定豎梁(2)和活動豎梁(3)上；刀口架(5)安裝在活動豎梁(3)上，并且安裝刀承(501);活動橫梁(6)采用方管結(jié)構(gòu)，四面開有M6螺紋孔，便于器件安裝，底部裝有刀口 ￠01)，刀口(601)置于刀承(501)上，在安裝好推進器及其供應(yīng)和遙控裝置后，對活動橫梁(6)進行配平，配平完畢后，與活動豎梁(3)和刀口架(5)栓接在一起；位移測量裝置(7)由位移傳感器(701)、傳感器支架(702)和手動平移臺(703)組成，位移傳感器(701)采用卡鎖的方式安裝在傳感器支架(702)上，傳感器支架(702)安裝在手動平移臺(703)上，手動平移臺(703)安裝在工作底板(I)上；音圈標(biāo)定裝置(8)由音圈(801)、音圈支架(802)、手動平移臺(803)、永磁鐵(804)和永磁鐵安裝架(805)組成，音圈(801)采用卡鎖的方式安裝在音圈支架(802)上，音圈支架(802)安裝在手動平移臺(803)上，手動平移臺(803)安裝在工作底板(I)上，永磁鐵(804)采用卡鎖的方式安裝在永磁鐵安裝架(805)上，永磁鐵安裝架(805)安裝在活動橫梁(6)上；阻尼裝置(9)由L形銅片(901)、異性磁極永磁鐵組合(902)和永磁鐵架(903)組成，L形銅片(901)安裝在活動橫梁(6)上，異性磁極永磁鐵組合(902)分別粘貼在永磁鐵架(903)內(nèi)側(cè)，永磁鐵架(903)安裝在工作底板(I)上。2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于微小型推進器的可變量程推力測量裝置，其特征在于:活動橫梁(6)裝有阻尼裝置(9)的一端安裝推進器，另一端安裝推進器的供應(yīng)系統(tǒng)和遙控系統(tǒng)，并且利用配重塊使橫梁在垂直方向所受力矩平衡，采用無線遙控的方式控制推進器，通過整機掛載推進器的方式完全消除管線對推力測量的影響。3.如權(quán)利要求1所述的一種適用于微小型推進器的可變量程推力測量裝置，其特征在于:位移傳感器(701)與活動橫梁(6)的距離可由手動平移臺(703)進行調(diào)整，便于保護位移傳感器(701)不受損傷，也便于調(diào)整位移傳感器(701)的機械零點位置。4.如權(quán)利要求1所述的一種適用于微小型推進器的可變量程推力測量裝置，其特征在于:音圈(801)與永磁鐵(804)之間的距離可由手動平移臺(803)進行調(diào)整，便于保護音圈(801)與永磁鐵(804)不受損傷，也便于調(diào)整音圈(801)與永磁鐵(804)之間的工作距離。5.如權(quán)利要求1所述的一種適用于微小型推進器的可變量程推力測量裝置，其特征在于:當(dāng)測量裝置處于非工作狀態(tài)時，利用過載保護栓(201、202)卡死活動橫梁￠)，避免活動橫梁(6)自由擺動。6.如權(quán)利要求1所述的一種適用于微小型推進器的可變量程推力測量裝置，其特征在于:整個測量裝置配備了五套外部接口一致的樞軸套件組合，使得推力測量范圍分別為O?100μΝ、0?500 μΝ、0?lmN、0?5OmN和O?lOOmN，達(dá)到可變量程進行高精度推力測量的目的。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于微小型推進器的可變量程推力測量裝置，包括工作底板、固定豎梁、活動豎梁、樞軸套件組合、刀口架、活動橫梁、位移測量裝置、音圈標(biāo)定裝置和阻尼裝置。工作底板通過四個螺栓進行調(diào)平；固定豎梁安裝在工作底板上，并且裝有過載保護栓。樞軸套件組合由四個樞軸套和兩個樞軸組成，每個樞軸兩端分別由一個樞軸套采用卡鎖的方式安裝。整個測量裝置配備了五套外部機械接口一致的樞軸套件組合，使得推力測量范圍分別為0～100μN、0～500μN、0～1mN、0～50mN和0～100mN，達(dá)到可變量程進行高精度推力測量的目的。采用位移傳感器實現(xiàn)橫梁位移測量，采用音圈和永磁鐵實現(xiàn)系統(tǒng)標(biāo)定，采用銅片和永磁鐵實現(xiàn)橫梁運動的被動阻尼。整套裝置可完全工作在真空模擬環(huán)境中。
【IPC分類】G01L5/00
【公開號】CN105157896
【申請?zhí)枴緾N201510300303
【發(fā)明人】周偉靜, 金星, 葉繼飛, 吳潔
【申請人】中國人民解放軍裝備學(xué)院
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年6月3日