一種量程可調(diào)型測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)微小推力的裝置制造方法
【專利摘要】一種量程可調(diào)型測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)微小推力的裝置，該裝置包括底座、豎梁、階梯支撐軸、軸承、橫梁、推進(jìn)劑貯箱、配重、電控箱、力傳感器、力傳感器固定支架、信號(hào)處理單元以及計(jì)算機(jī)；其特點(diǎn)是采用軸承結(jié)構(gòu)并利用配重平衡發(fā)動(dòng)機(jī)自重，通過改變發(fā)動(dòng)機(jī)的力臂和傳感器力臂的比值改變量程，推進(jìn)劑管路直接與階梯支撐軸相連，推進(jìn)劑從階梯支撐軸的推進(jìn)劑流道流過，通過降低力臂來(lái)消除推進(jìn)劑管路和控制線路對(duì)測(cè)量精度的影響。當(dāng)被測(cè)推力范圍從微牛到毫牛量級(jí)時(shí)，其零點(diǎn)飄移小于每小時(shí)±0.5％F.S.，穩(wěn)態(tài)測(cè)量誤差小于滿量程的±1％，動(dòng)態(tài)響應(yīng)延遲時(shí)間小于15ms。本測(cè)量裝置測(cè)試過程簡(jiǎn)單可靠，重復(fù)性好，可以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)微小推力測(cè)量的需要。
【專利說明】一種量程可調(diào)型測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)微小推力的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種力的測(cè)量設(shè)備，尤其涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)微小推力的高精度測(cè)量裝置，屬于力測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]快速發(fā)展的微小衛(wèi)星及其組網(wǎng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)傳輸、地面環(huán)境監(jiān)測(cè)、空間環(huán)境觀測(cè)、導(dǎo)航定位、科學(xué)試驗(yàn)等眾多領(lǐng)域。相對(duì)于中大型衛(wèi)星，小衛(wèi)星、微衛(wèi)星和微型行星探測(cè)器對(duì)星上的推進(jìn)系統(tǒng)質(zhì)量、體積和效率提出了更高的要求，當(dāng)進(jìn)行衛(wèi)星姿控、軌控和星座位置保持時(shí)，所需的推力非常小，達(dá)到mN或亞mN級(jí)，通過發(fā)動(dòng)機(jī)工作噴射介質(zhì)實(shí)現(xiàn)對(duì)小衛(wèi)星的精確控制。而這些微小發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程的性能實(shí)驗(yàn)和標(biāo)定是其執(zhí)行衛(wèi)星控制的基礎(chǔ)，在性能實(shí)驗(yàn)中，推力和比沖是最重要的基本參數(shù)之一。推力的精確測(cè)量也是計(jì)算比沖的依據(jù)。微小推力測(cè)量過程也可以直觀地給出發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力、流量等參數(shù)變化引起的推力變化，為發(fā)動(dòng)機(jī)的研制、設(shè)計(jì)及參數(shù)的選擇提供必要的、有力的技術(shù)手段。
[0003]中國(guó)發(fā)明專利(ZL201010500521.5)公開了一種微小推力測(cè)量裝置，可以測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的微小推力。但是，此裝置在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中還存在一些問題和使用中的不方便，如:對(duì)測(cè)試人員的操作要求過高，搬運(yùn)過程和發(fā)動(dòng)機(jī)安裝過程對(duì)測(cè)量系統(tǒng)造成影響，設(shè)備每次啟動(dòng)中零點(diǎn)變化過大等，在實(shí)際的測(cè)試過程中都需要進(jìn)一步改進(jìn)并提高設(shè)備的性能和操作簡(jiǎn)便性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供一種量程可調(diào)型的測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)微小推力的裝置，使其進(jìn)一步降低由于連接的推進(jìn)劑管道和導(dǎo)線等對(duì)測(cè)量系統(tǒng)零點(diǎn)和測(cè)量重復(fù)性的影響，從而有效提高測(cè)量精度和操作的簡(jiǎn)便性。對(duì)微小衛(wèi)星用的姿態(tài)和軌道控制發(fā)動(dòng)機(jī)的研究具有重要的意義，在小型發(fā)動(dòng)機(jī)的推力測(cè)量和研究中具有很好的應(yīng)用前景。
[0005]本發(fā)明提供的第一種技術(shù)方案如下:一種量程可調(diào)型測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)微小推力的裝置，包括底座、第一推進(jìn)劑貯箱、橫梁、配重、發(fā)動(dòng)機(jī)、推進(jìn)劑管路、電控箱、力傳感器、信號(hào)處理單元以及計(jì)算機(jī)；其特征在于:所述裝置還含有階梯支撐軸、豎梁、兩個(gè)軸承和力傳感器固定支架；所述的豎梁安裝在底座上，兩個(gè)軸承的外圈分別與安裝在豎梁上的兩個(gè)軸承座固定連接，兩個(gè)軸承的內(nèi)圈分別與階梯支撐軸的兩個(gè)軸承臺(tái)階配合面過盈配合；所述的階梯支撐軸內(nèi)設(shè)有推進(jìn)劑流道，推進(jìn)劑流道的進(jìn)口通過推進(jìn)劑管路與所述的推進(jìn)劑貯箱相連通，推進(jìn)劑流道的出口通過推進(jìn)劑管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑進(jìn)口相連；所述橫梁垂直固定在階梯支撐軸的法蘭上，橫梁繞階梯支撐軸的中心轉(zhuǎn)動(dòng)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)和配重安裝在橫梁上，并分別位于階梯支撐軸的兩側(cè)；所述的力傳感器通過橫梁觸點(diǎn)與橫梁接觸，并與發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置在橫梁的同一側(cè)，該力傳感器設(shè)置在力傳感器固定支架上，力傳感器固定支架與橫梁在同一豎直面上，橫梁觸點(diǎn)與力傳感器一起在力傳感器固定支架上移動(dòng)，并始終保持與橫梁接觸；發(fā)動(dòng)機(jī)通過控制線路與電控箱相連；力傳感器通過數(shù)據(jù)線與信號(hào)處理單元連接，信號(hào)處理單元通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接；力傳感器采集的模擬信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理單元處理后進(jìn)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
[0006]本發(fā)明提供的第一種技術(shù)方案如下:一種量程可調(diào)型測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)微小推力的裝置，包括底座、第一推進(jìn)劑貯箱、橫梁、配重、發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、推進(jìn)劑管路、電控箱、力傳感器、信號(hào)處理單元以及計(jì)算機(jī)；其特征在于:所述裝置還含有階梯支撐軸、豎梁、兩個(gè)軸承和力傳感器固定支架；所述的豎梁安裝在底座上，兩個(gè)軸承的外圈分別與安裝在豎梁上的兩個(gè)軸承座固定連接，兩個(gè)軸承的內(nèi)圈分別與階梯支撐軸的兩個(gè)軸承臺(tái)階配合面過盈配合；所述的階梯支撐軸內(nèi)設(shè)有推進(jìn)劑流道，推進(jìn)劑流道的進(jìn)口通過推進(jìn)劑管路與所述的推進(jìn)劑貯箱相連通，推進(jìn)劑流道的出口通過推進(jìn)劑管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑進(jìn)口相連；所述橫梁垂直固定在階梯支撐軸的法蘭上，橫梁繞階梯支撐軸的中心轉(zhuǎn)動(dòng)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)支架上，該發(fā)動(dòng)機(jī)支架豎直固定在橫梁上，配重安裝在橫梁上，發(fā)動(dòng)機(jī)和配重分別位于階梯支撐軸的兩側(cè)；所述的力傳感器通過橫梁觸點(diǎn)與橫梁接觸，并與發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置在橫梁的同一側(cè)，該力傳感器設(shè)置在力傳感器固定支架上，力傳感器固定支架與橫梁在同一豎直面上，橫梁觸點(diǎn)與力傳感器一起在力傳感器固定支架上移動(dòng)，并始終保持與橫梁接觸；發(fā)動(dòng)機(jī)通過控制線路與電控箱相連；力傳感器通過數(shù)據(jù)線與信號(hào)處理單元連接，信號(hào)處理單元通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接；力傳感器采集的模擬信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理單元處理后進(jìn)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
[0007]上述兩種技術(shù)方案中，所述設(shè)置在階梯支撐軸內(nèi)的推進(jìn)劑流道采用單組元推進(jìn)劑流道，單組元推進(jìn)劑流道的進(jìn)口通過推進(jìn)劑管路和第一推進(jìn)劑貯箱相連通，單組元推進(jìn)劑流道的出口通過推進(jìn)劑管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑進(jìn)口相連。所述設(shè)置在階梯支撐軸內(nèi)的推進(jìn)劑流道采用雙組元推進(jìn)劑流道，即包括雙組元第一流道、雙組元第二流道和第二推進(jìn)劑貯箱，雙組元第一流道的進(jìn)口通過第一推進(jìn)劑管路與第一推進(jìn)劑貯箱相連通，雙組元第二流道的進(jìn)口通過第三推進(jìn)劑管路與第二推進(jìn)劑貯箱相連通；雙組元第一流道的出口和雙組元第二流道的出口分別通過第二推進(jìn)劑管路和第四推進(jìn)劑管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑進(jìn)口相連通。
[0008]所述第一種技術(shù)方案中，其特征在于:在單組元推進(jìn)劑流道的進(jìn)口與第一推進(jìn)劑貯箱相連的推進(jìn)劑管路中包含一段與豎梁平行并固定在豎梁上的垂直推進(jìn)劑管路；所述控制線路含有一段與豎梁平行并固定在豎梁上的一段垂直控制線路和一段與階梯支承軸垂直并固定在橫梁上的一段水平控制線路。
[0009]所述第二種技術(shù)方案中，其特征在于:在所述的第一推進(jìn)劑管路和第三推進(jìn)劑管路中均包含一段與豎梁平行并固定在豎梁上的垂直推進(jìn)劑管路；所述控制線路含有一段與豎梁平行并固定在豎梁上的一段垂直控制線路和一段與階梯支承軸垂直并固定在橫梁上的一段水平控制線路。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性的技術(shù)效果:本發(fā)明在發(fā)明專利(ZL201010500521.5)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果:①繼承了原有專利中利用配重來(lái)消除發(fā)動(dòng)機(jī)自重的影響的方法:利用力矩具有方向性來(lái)達(dá)到使發(fā)動(dòng)機(jī)自重與產(chǎn)生的推力分離的目的，采用配重法來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的自重進(jìn)行補(bǔ)償。②進(jìn)一步改進(jìn)推進(jìn)劑管路的布置和連接方式:采用階梯支撐軸和軸承連接，避免了系統(tǒng)運(yùn)輸和安裝發(fā)動(dòng)機(jī)過程中的隨機(jī)變化；保證了每次啟動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)零點(diǎn)的不變性和穩(wěn)定性。③力傳感器安裝在力傳感器固定支架上，并可在力傳感器固定支架上沿橫梁方向移動(dòng)，可以改變傳感器的力臂值，從而達(dá)到調(diào)整量程的目的。本發(fā)明還保留了自動(dòng)標(biāo)定裝置和系統(tǒng)保護(hù)裝置等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明提供的第一種技術(shù)方案的實(shí)施例的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明提供的第二種技術(shù)方案的實(shí)施例的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3為本發(fā)明提供的單組元推進(jìn)劑使用的直通型階梯支撐軸的剖視圖。
[0014]圖4為本發(fā)明提供的雙組元推進(jìn)劑使用的兩端型階梯支撐軸的剖視圖。
[0015]圖5為本發(fā)明提供的使用雙組元推進(jìn)劑時(shí)推進(jìn)劑流道的連接關(guān)系示意圖。
[0016]圖中:1_底座；2-豎梁；3a_第一推進(jìn)劑貯箱；3b_第二推進(jìn)劑貯箱；4-軸承；5-橫梁；6_配重；7_階梯支撐軸；8_發(fā)動(dòng)機(jī)；9a-第一推進(jìn)劑管路；9b第二推進(jìn)劑管路；9c第三推進(jìn)劑管路；9d-第四推進(jìn)劑管路；10-橫梁觸點(diǎn)；11_力傳感器；12-力傳感器固定支架；13-信號(hào)處理單元；14_電控箱；15-控制線路；16-計(jì)算機(jī)；17-發(fā)動(dòng)機(jī)支架；701_階梯支撐軸上的法蘭；702_軸承臺(tái)階配合面；703_單組元推進(jìn)劑流道的出口 ；704_單組元推進(jìn)劑流道的進(jìn)口 ；705_單組元推進(jìn)劑流道；706-雙組元第一流道的進(jìn)口 ；707_雙組元第一流道；708-雙組元第二流道；709-雙組元第二流道的進(jìn)口 ；710_雙組元第一流道的出口 ；711_雙組元第二流道的出口。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)、工作原理和工作過程作進(jìn)一步的說明。
[0018]圖1為本發(fā)明提供的第一種技術(shù)方案的實(shí)施例的原理結(jié)構(gòu)示意圖，所述裝置包括底座1、推進(jìn)劑貯箱3a、橫梁5、配重6、發(fā)動(dòng)機(jī)8、推進(jìn)劑管路、電控箱14、力傳感器11、信號(hào)處理單元13以及計(jì)算機(jī)16、階梯支撐軸7、豎梁2、兩個(gè)軸承4和力傳感器固定支架12 ;豎梁2安裝在底座I上，每個(gè)軸承的外圈與安裝在豎梁上的軸承座固定連接，兩個(gè)軸承的內(nèi)圈分別與階梯支撐軸7的兩個(gè)軸承臺(tái)階配合面702過盈配合；所述的階梯支撐軸內(nèi)設(shè)有推進(jìn)劑流道，推進(jìn)劑流道的進(jìn)口通過第一推進(jìn)劑管路9a與所述的第一推進(jìn)劑貯箱3a相連通，推進(jìn)劑流道的出口通過第二推進(jìn)劑管路9b與發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑進(jìn)口相連；所述橫梁5垂直固定在階梯支撐軸的法蘭701上，橫梁繞階梯支撐軸的中心轉(zhuǎn)動(dòng)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)8和配重6安裝在橫梁上，并分別位于階梯支撐軸的兩側(cè)；所述的力傳感器通過橫梁觸點(diǎn)10與橫梁接觸，并與發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置在橫梁的同一側(cè)，該力傳感器設(shè)置在力傳感器固定支架12上，力傳感器固定支架與橫梁在同一豎直面上，橫梁觸點(diǎn)與力傳感器一起在力傳感器固定支架上移動(dòng)，并始終保持與橫梁接觸；發(fā)動(dòng)機(jī)通過控制線路15與電控箱14相連；力傳感器通過數(shù)據(jù)線與信號(hào)處理單元13連接，信號(hào)處理單元通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)16連接；力傳感器采集的模擬信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理單元13處理后進(jìn)入計(jì)算機(jī)16進(jìn)行處理。
[0019]圖2為本發(fā)明提供的第二種技術(shù)方案的實(shí)施例的原理結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括底座1、第一推進(jìn)劑貯箱3a、橫梁5、配重6、發(fā)動(dòng)機(jī)8、發(fā)動(dòng)機(jī)支架17、推進(jìn)劑管路、電控箱14、力傳感器11、信號(hào)處理單元13、計(jì)算機(jī)16、階梯支撐軸7、豎梁2、兩個(gè)軸承4和力傳感器固定支架12 ;所述的豎梁2安裝在底座I上，兩個(gè)軸承的外圈分別與安裝在豎梁上的兩個(gè)軸承座固定連接，兩個(gè)軸承的內(nèi)圈分別與階梯支撐軸7的兩個(gè)軸承臺(tái)階配合面702過盈配合；所述的階梯支撐軸內(nèi)設(shè)有推進(jìn)劑流道，推進(jìn)劑流道的進(jìn)口通過推進(jìn)劑管路與所述的推進(jìn)劑貯箱相連通，推進(jìn)劑流道的出口通過推進(jìn)劑管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑進(jìn)口相連；所述橫梁5垂直固定在階梯支撐軸的法蘭701上，橫梁繞階梯支撐軸的中心轉(zhuǎn)動(dòng)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)8安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)支架17上，該發(fā)動(dòng)機(jī)支架豎直固定在橫梁上，配重6安裝在橫梁上，發(fā)動(dòng)機(jī)8和配重6分別位于階梯支撐軸的兩側(cè)；所述的力傳感器通過橫梁觸點(diǎn)10與橫梁接觸，并與發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置在橫梁的同一側(cè)，該力傳感器設(shè)置在力傳感器固定支架12上，力傳感器固定支架與橫梁在同一豎直面上，橫梁觸點(diǎn)與力傳感器一起在力傳感器固定支架上移動(dòng)，并始終保持與橫梁接觸；發(fā)動(dòng)機(jī)通過控制線路15與電控箱14相連；力傳感器通過數(shù)據(jù)線與信號(hào)處理單元13連接，信號(hào)處理單元通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)16連接；力傳感器采集的模擬信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理單元13處理后進(jìn)入計(jì)算機(jī)16進(jìn)行處理。
[0020]為了滿足不同類型發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試的需要，本發(fā)明還給出了針對(duì)單組元推進(jìn)劑和雙組元推進(jìn)劑發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑流道連接方法。對(duì)于單組元推進(jìn)劑的發(fā)動(dòng)機(jī)，階梯支承軸的推進(jìn)劑流道采用直通型，即階梯支撐軸內(nèi)的推進(jìn)劑流道設(shè)有單組元推進(jìn)劑流道705，單組元推進(jìn)劑流道的進(jìn)口 704通過推進(jìn)劑管路和第一推進(jìn)劑貯箱3a相連通，單組元推進(jìn)劑流道的出口703通過推進(jìn)劑管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑進(jìn)口相連。對(duì)于雙組元推進(jìn)劑的發(fā)動(dòng)機(jī)，階梯支撐軸的推進(jìn)劑流道采用兩端型支撐軸，即在階梯支撐軸內(nèi)的推進(jìn)劑流道設(shè)有雙組元推進(jìn)劑流道，即包括雙組元第一流道707、雙組元第二流道708和第二推進(jìn)劑貯箱3b，雙組元第一流道的進(jìn)口 706通過第一推進(jìn)劑管路9a與第一推進(jìn)劑貯箱3a相連通，雙組元第二流道的進(jìn)口 709通過第三推進(jìn)劑管路9c與第二推進(jìn)劑貯箱3b相連通；雙組元第一流道的出口 710和雙組元第二流道的出口 711分別通過第二推進(jìn)劑管路9b和第四推進(jìn)劑管路9d與發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑進(jìn)口相連通。
[0021]為了提高測(cè)量精度，消除推進(jìn)劑管路和控制線路對(duì)微小推力所帶來(lái)的影響，本發(fā)明還采用了如下技術(shù)措施:對(duì)于單組元推進(jìn)劑的發(fā)動(dòng)機(jī)，在單組元推進(jìn)劑流道的進(jìn)口 704與第一推進(jìn)劑貯箱3a相連的推進(jìn)劑管路中包含一段與豎梁平行并固定在豎梁上的垂直推進(jìn)劑管路，其一端與第一推進(jìn)劑貯箱3a相連接，另一端與階梯支撐軸的進(jìn)口連接?？刂凭€路15含有一段與豎梁平行并固定在豎梁上的一段垂直控制線路和一段與階梯支承軸垂直并固定在橫梁上的一段水平控制線路。對(duì)于雙組元推進(jìn)劑的發(fā)動(dòng)機(jī)，在所述的第一推進(jìn)劑管路9a和第三推進(jìn)劑管路9c中均包含一段與豎梁平行并固定在豎梁上的垂直推進(jìn)劑管路；控制線路15含有一段與豎梁平行并固定在豎梁上的一段垂直控制線路和一段與階梯支承軸垂直并固定在橫梁上的一段水平控制線路。
[0022]本發(fā)明的工作過程如下:
[0023]對(duì)于采用單組元推進(jìn)劑的發(fā)動(dòng)機(jī)，首先將發(fā)動(dòng)機(jī)8安裝在橫梁5 (豎直安裝)上，或安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)支架17 (水平安裝)上，利用配重6來(lái)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)自身的重量，就是利用力矩的方向性，通過調(diào)整配重的質(zhì)量和距離階梯支撐軸中心的遠(yuǎn)近使橫梁平衡來(lái)消除自重的影響。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)推力值的大小，調(diào)整力傳感器在力傳感器固定支架上的位置，使設(shè)計(jì)推力值在推力測(cè)量裝置的量程范圍內(nèi)，固定好傳感器。然后利用自動(dòng)標(biāo)定裝置對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，通過第一推進(jìn)劑管路9a和第一推進(jìn)劑管路9b和控制線路15給發(fā)動(dòng)機(jī)供給推進(jìn)劑和供電，發(fā)動(dòng)機(jī)工作產(chǎn)生的推力經(jīng)過橫梁作用在力傳感器11上，得到的模擬電信號(hào)進(jìn)入信號(hào)處理單元進(jìn)行放大和處理后輸入計(jì)算機(jī)中，信號(hào)在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行后續(xù)的計(jì)算得到推力的數(shù)值。
[0024]當(dāng)測(cè)量雙組元推進(jìn)劑發(fā)動(dòng)機(jī)的推力時(shí)，首先將發(fā)動(dòng)機(jī)8安裝在橫梁5 (豎直安裝)上，或安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)支架17 (水平安裝)上，通過第一推進(jìn)劑管路9a和第二推進(jìn)劑管路％、9c和9d把兩種推進(jìn)劑貯箱與階梯支撐軸、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口連接。利用配重6來(lái)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)自身的重量。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)推力值的大小，調(diào)整力傳感器在力傳感器固定支架上的位置，使設(shè)計(jì)推力值在推力測(cè)量裝置的量程范圍內(nèi)，固定好傳感器。經(jīng)過自動(dòng)標(biāo)定后，通過推進(jìn)劑管路和控制線路15給發(fā)動(dòng)機(jī)供給推進(jìn)劑和供電，發(fā)動(dòng)機(jī)工作產(chǎn)生的推力經(jīng)過橫梁作用在力傳感器11上，得到的模擬電信號(hào)進(jìn)入信號(hào)處理單元進(jìn)行放大和處理后輸入計(jì)算機(jī)中，信號(hào)在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行后續(xù)的計(jì)算得到推力的數(shù)值。
【權(quán)利要求】
1.一種量程可調(diào)型測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)微小推力的裝置，包括底座(1)、第一推進(jìn)劑貯箱(3a)、橫梁(5)、配重(6)、發(fā)動(dòng)機(jī)(8)、推進(jìn)劑管路、電控箱(14)、力傳感器(11)、信號(hào)處理單元(13)以及計(jì)算機(jī)(16);其特征在于:所述裝置還含有階梯支撐軸(7)、豎梁(2)、兩個(gè)軸承(4)和力傳感器固定支架(12);所述的豎梁(2)安裝在底座(1)上，兩個(gè)軸承的外圈分別與安裝在豎梁上的兩個(gè)軸承座固定連接，兩個(gè)軸承的內(nèi)圈分別與階梯支撐軸(7)的兩個(gè)軸承臺(tái)階配合面(702)過盈配合；所述的階梯支撐軸內(nèi)設(shè)有推進(jìn)劑流道，推進(jìn)劑流道的進(jìn)口通過推進(jìn)劑管路與所述的推進(jìn)劑貯箱相連通，推進(jìn)劑流道的出口通過推進(jìn)劑管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑進(jìn)口相連；所述橫梁(5)垂直固定在階梯支撐軸的法蘭(701)上，橫梁繞階梯支撐軸的中心轉(zhuǎn)動(dòng)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)(8)和配重(6)安裝在橫梁上，并分別位于階梯支撐軸的兩側(cè)；所述的力傳感器通過橫梁觸點(diǎn)(10)與橫梁接觸，并與發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置在橫梁的同一側(cè)，該力傳感器設(shè)置在力傳感器固定支架(12)上，力傳感器固定支架與橫梁在同一豎直面上，橫梁觸點(diǎn)與力傳感器一起在力傳感器固定支架上移動(dòng)，并始終保持與橫梁接觸；發(fā)動(dòng)機(jī)通過控制線路(15)與電控箱(14)相連；力傳感器通過數(shù)據(jù)線與信號(hào)處理單元(13)連接，信號(hào)處理單元通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)(16)連接；力傳感器采集的模擬信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理單元(13)處理后進(jìn)入計(jì)算機(jī)(16)進(jìn)行處理。
2.一種量程可調(diào)型測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)微小推力的裝置，包括底座(1)、第一推進(jìn)劑貯箱(3a)、橫梁(5)、配重(6)、發(fā)動(dòng)機(jī)(8)、發(fā)動(dòng)機(jī)支架(17)、推進(jìn)劑管路、電控箱(14)、力傳感器(11)、信號(hào)處理單元(13)以及計(jì)算機(jī)(16);其特征在于:所述裝置還含有階梯支撐軸(7)、豎梁(2)、兩個(gè)軸承(4)和力傳感器固定支架(12);所述的豎梁(2)安裝在底座(1)上，兩個(gè)軸承的外圈分別與安裝在豎梁上的兩個(gè)軸承座固定連接，兩個(gè)軸承的內(nèi)圈分別與階梯支撐軸(7)的兩個(gè)軸承臺(tái)階配合面(702)過盈配合；所述的階梯支撐軸內(nèi)設(shè)有推進(jìn)劑流道，推進(jìn)劑流道的進(jìn)口通過推進(jìn)劑管路與所述的推進(jìn)劑貯箱相連通，推進(jìn)劑流道的出口通過推進(jìn)劑管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑進(jìn)口相連；所述橫梁(5)垂直固定在階梯支撐軸的法蘭(701)上，橫梁繞階梯支撐軸的中心轉(zhuǎn)動(dòng)；所述發(fā)動(dòng)機(jī)(8)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)支架(17)上，該發(fā)動(dòng)機(jī)支架豎直固定在橫梁上，配重(6)安裝在橫梁上，發(fā)動(dòng)機(jī)(8)和配重(6)分別位于階梯支撐軸的兩側(cè)；所述的力傳感器通過橫梁觸點(diǎn)(10)與橫梁接觸，并與發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置在橫梁的同一側(cè)，該力傳感器設(shè)置在力傳感器固定支架(12)上，力傳感器固定支架與橫梁在同一豎直面上，橫梁觸點(diǎn)與力傳感器一起在力傳感器固定支架上移動(dòng)，并始終保持與橫梁接觸；發(fā)動(dòng)機(jī)通過控制線路(15)與電控箱(14)相連；力傳感器通過數(shù)據(jù)線與信號(hào)處理單元(13)連接，信號(hào)處理單元通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)(16)連接；力傳感器采集的模擬信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理單元(13)處理后進(jìn)入計(jì)算機(jī)(16)進(jìn)行處理。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種量程可調(diào)型測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)微小推力的裝置，其特征在于:所述設(shè)置在階梯支撐軸內(nèi)的推進(jìn)劑流道采用單組元推進(jìn)劑流道(705)，單組元推進(jìn)劑流道的進(jìn)口(704)通過推進(jìn)劑管路和第一推進(jìn)劑貯箱(3a)相連通，單組元推進(jìn)劑流道的出口(703)通過推進(jìn)劑管路與發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑進(jìn)口相連。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種 量程可調(diào)型測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)微小推力的裝置，其特征在于:所述設(shè)置在階梯支撐軸內(nèi)的推進(jìn)劑流道采用雙組元推進(jìn)劑流道，即包括雙組元第一流道(707)、雙組元第二流道(708)和第二推進(jìn)劑貯箱(3b)，雙組元第一流道的進(jìn)口(706)通過第一推進(jìn)劑管路(9a)與第一推進(jìn)劑貯箱(3a)相連通，雙組元第二流道的進(jìn)口(709)通過第三推進(jìn)劑管路(9c)與第二推進(jìn)劑貯箱(3b)相連通；雙組元第一流道的出口(710)和雙組元第二流道的出口(711)分別通過第二推進(jìn)劑管路(9b)和第四推進(jìn)劑管路(9d)與發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑進(jìn)口相連通。
5.按照權(quán)利要求3所述的一種量程可調(diào)型測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)微小推力的裝置，其特征在于:在單組元推進(jìn)劑流道的進(jìn)口(704)與第一推進(jìn)劑貯箱(3a)相連的推進(jìn)劑管路中包含一段與豎梁平行并固定在豎梁上的垂直推進(jìn)劑管路；控制線路(15)含有一段與豎梁平行并固定在豎梁上的一段垂直控制線路和一段與階梯支承軸垂直并固定在橫梁上的一段水平控制線路。
6.按照權(quán)利要求4所述的一種量程可調(diào)型測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)微小推力的裝置，其特征在于:在所述的第一推進(jìn)劑管路(9a)和第三推進(jìn)劑管路(9c)中均包含一段與豎梁平行并固定在豎梁上的垂直推進(jìn)劑管路；控制線路(15)含有一段與豎梁平行并固定在豎梁上的一段垂直控制線路和一段與 階梯支承軸垂直并固定在橫梁上的一段水平控制線路。
【文檔編號(hào)】G01L5/00GK103900752SQ201410141249
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】龔景松, 侯凌云, 趙文華 申請(qǐng)人:清華大學(xué)