一种微小推力测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种微小推力测量装置，主要由天平系统(动架、定架、平衡系统)、弹性支撑系统、传感系统、辅助阻尼系统、综合控制与数据采集系统(硬件)、低阻尼弹性电缆系统、防冲击/过载保护装置、在线标定装置、计算机、其它(电源、光电隔离485‑USB转换器、穿舱电连接器、屏蔽电缆等)等部分组成。解决了现有推力测量装置无法有效的抗高压电磁干扰问题，给小推力测量提供了可靠准确的测量手段。

【技术实现步骤摘要】
一种微小推力测量装置
本技术属于力的测量领域，涉及一种微小推力测量装置，该测量装置既可以测量毫牛级也可以测量微牛级发动机推力。
技术介绍
由于电推进具有比冲高、寿命长、结构紧凑、体积小和污染轻等优点，所以在航天领域逐步的发展起来，但电推力器的推力都是mN级甚至μN级，常规推力测量的方法难以对这么微小的推力进行精确测量，为了能精确测量电推力器的推力，微小推力测量装置被设计出来了。针对发动机的微小推力测量，不同的国家对此都进行了大量的研究。美国NASALewis研究中心采用弯曲位移电磁力补偿、比例微积分电路控制方法；俄罗斯原子能研究所等机构采用钟摆位移电磁力补偿方法；但是国外的这些测量装置抗高压电磁干扰能力欠缺，不能满足国内的某些小推力发动机的测量要求。近些年国内各研究机构及其高校也对微小推力测量展开了大量的研究，譬如哈尔滨工业大学的三丝扭摆式微推力测量系统，北京航空航天大学的全弹性微推力测量装置，这些测量装置的结构稳定性有待提高，而且也不能满足抗高压电磁干扰的测量要求。
技术实现思路
本技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种微小推力测量装置，其中，具体技术方案为：包括天平动架和天平定架，所述天平动架位于天平定架上方，所述天平动架通过设置在天平定架内的安装支架支撑板固定；所述安装支架支撑板上安装发动机安装支架；所述安装支架支撑板上安装砝码标定力臂横杆，所述砝码标定力臂横杆位于发动机安装支架上方；所述天平动架上设置平衡块，所述平衡块使用槽式螺栓固定在天平动架的横杆上方；所述砝码标定力臂横杆上设置发动机进气管路，所述天平定架内设置电磁模块，所述安装支架支撑板上设置发动机电缆。上述的微小推力测量装置，其中：所述天平定架包括立柱组成的四边形框架，所述四边形框架下设置地脚螺钉，所述天平定架内设置推杆电机，所述推杆电机使用螺栓固定在天平定架上，所述天平定架外侧设置保护罩。上述的微小推力测量装置，其中：所述电磁模块使用三重电磁屏蔽金属盒将电磁模块封闭在内部。本技术相对于现有技术具有如下有益效果：1)使用三重电磁屏蔽金属盒，将电磁模块封闭在内部，将传统的传感器+反馈控制系统+综合控制电路+数据采集系统等几个部分全部集成到1个电磁屏蔽的金属盒子内部，防止高压等离子体放电对综合控制/数据采集系统带来的电磁干扰。2)采用了耐万伏高压的高压屏蔽线作为电缆，阻止高压电过程产生的静电力辐射到动架上。3)系统集成数字采集系统，为了防止传统数据采集信号(mV级模拟量信号)远距离传输时遭受高压等离子体放电的干扰，将综合控制/数据采集系统由传统模拟电路改为数字电路，并采用数字信号传输，防止高压等离子体放电对信号长距离传输的干扰，保证装置的可靠运行。4)采用485-USB光电隔离转换器进行光电隔离，光电隔离485-USB转换器置于计算机与推力测量装置综合控制系统(主机)之间，用于隔离二者间的相互电磁干扰。光电隔离485-USB转换器内部采用防雷级高压隔离器件，以隔离电推进发动机工作中的高压强电的干扰。附图说明图1-2为本申请方案的结构示意图。图中：附图标记如下：1-平衡块，2-天平动架，3-发动机安装支架，4-天平定架，5-推杆电机，6-校准砝码，7-电磁模块，8-地脚螺钉，9-发动机电缆，10-弹性支撑，11-阻尼模块，12-保护块，13-安装支架支撑板，14-保护罩，15-砝码标定力臂横杆。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的描述。参见图1及图2，本技术包括计算机、天平动架2、天平定架4、平衡块1、在线标定推杆电机5、标定砝码6、发动机安装支架3、电磁数据采集模块7、发动机电缆9、天平动架弹性支撑10、动架运动阻尼模块11、保护块12、地脚螺钉8等；所述天平动架2包括平衡块1、发动机支架安装板13、发动机安装支架3、砝码标定力臂横杆15；砝码标定力臂横杆15固定在发动机支架安装板13上，平衡块1使用槽式螺栓固定在动架横杆上方，可以左右移动；所述天平定架4包括立柱组成的四边形框架、地脚螺钉8、推杆电机5、保护罩14；推杆电机使用螺栓固定在天平定架上。待测发动机安装在发动机安装支架3上面，安装完成以后移动天平动架平衡块1，让天平动架处于平衡状态；在线标定砝码悬吊在砝码标定力臂横杆15上，通过遥控推杆电机5的上下移动，可以让砝码6对天平动架产生力臂作用，从而对天平动架实行在线标定。标定完成以后，就可以开始测量发动机的推力，启动发动机时，发动机作用在天平动架上，动架移动然后接触屏蔽盒内的电磁模块，电磁模块数字信号通过线缆传递到电脑，就可以得出推力的实时数值；当发动机关机时，可以通过发动机开关机的差值，得出发动机的推力数据。本技术利用天平原理消除了被测发动机自身重力对推力测量的影响(自身重力的方向与推力的方向是相互垂直的两个方向)，使用推杆电机移动砝码标定系统，不仅结构紧凑&测量稳定性好，而且能够抗高压电磁干扰，为测量发动机微小推力提供了一种有效可靠的方法。本申请方案使用三重电磁屏蔽金属盒，将电磁模块封闭在内部，将传统的传感器+反馈控制系统+综合控制电路+数据采集系统等几个部分全部集成到1个电磁屏蔽的金属盒子内部，防止高压等离子体放电对综合控制/数据采集系统带来的电磁干扰。系统集成数字采集系统，为了防止传统数据采集信号(mV级模拟量信号)远距离传输时遭受高压等离子体放电的干扰，将综合控制/数据采集系统由传统模拟电路改为数字电路，并采用数字信号传输，防止高压等离子体放电对信号长距离传输的干扰，保证装置的可靠运行。采用485-USB光电隔离转换器进行光电隔离，光电隔离485-USB转换器置于计算机与推力测量装置综合控制系统(主机)之间，用于隔离二者间的相互电磁干扰。光电隔离485-USB转换器内部采用防雷级高压隔离器件，以隔离电推进发动机工作中的高压强电的干扰。虽然本技术已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本技术，任何本领域技术人员，在不脱离本技术的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本技术的保护范围当以权利要求书所界定的为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微小推力测量装置，其特征在于：包括天平动架和天平定架，所述天平动架位于天平定架上方，所述天平动架通过设置在天平定架内的安装支架支撑板固定；所述安装支架支撑板上安装发动机安装支架；所述安装支架支撑板上安装砝码标定力臂横杆，所述砝码标定力臂横杆位于发动机安装支架上方；所述天平动架上设置平衡块，所述平衡块使用槽式螺栓固定在天平动架的横杆上方；所述砝码标定力臂横杆上设置发动机进气管路，所述天平定架内设置电磁模块，所述安装支架支撑板上设置发动机电缆。

【技术特征摘要】
1.一种微小推力测量装置，其特征在于：包括天平动架和天平定架，所述天平动架位于天平定架上方，所述天平动架通过设置在天平定架内的安装支架支撑板固定；所述安装支架支撑板上安装发动机安装支架；所述安装支架支撑板上安装砝码标定力臂横杆，所述砝码标定力臂横杆位于发动机安装支架上方；所述天平动架上设置平衡块，所述平衡块使用槽式螺栓固定在天平动架的横杆上方；所述砝码标定力臂横杆上设置发动机进气管路...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢华伟，
申请(专利权)人：上海怀德机电有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31