用于弱力测试的悬挂标定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及弱力测试技术领域，具体涉及一种用于弱力测试的悬挂标定装置。所述标定装置包括：安装框架、台体、微推进器、测微器、第一标定组件和第二标定组件。本实用新型专利技术的标定装置采用第一标定组件，通过在微纳米平移台下悬挂已知质量的标定球，标定球在微纳米平移台的带动下抵靠台体的标定端面，悬线拉力在水平方向的分力即为标定输入，在保证测试精度的条件下，简化了结构，应用本实用新型专利技术的标定装置进行标定的操作简单。

Suspension calibration device for weak force test

【技术实现步骤摘要】
用于弱力测试的悬挂标定装置
本技术涉及弱力测试
，具体涉及一种用于弱力测试的悬挂标定装置。
技术介绍
分辨率在微牛顿量级及更高精度的微推进器在高精度太空实验中有重要应用。在高精度的深空探测、空间卫星编队飞行等空间任务中，对卫星的姿态控制和轨道控制的精度要求越来越高，而控制的执行器即是高精度空间微推进器，它是空间任务极其重要的组成部分，其性能也决定了空间任务的执行质量甚至成败。另外，空间引力波探测计划、卫星重力场测量、空间等效原理检验、空间微重力隔振等项目中，还需要用微推进器对卫星或局部载荷受到的非引力扰动进行实时补偿，进行所谓的无拖曳控制。而地面性能评估测试和精度标定是微推进器发展的必由之路，也是其空间应用的前提条件之一。为了在地面实现亚微牛顿级的精密微推力测试和标定，多个国家的研究团队提出了不同的测试方案。(Meas.Sci.Technol.17,2006,711；IEPC-2009-236)，大都是基于扭称、单摆、倒摆等原理构建对弱力灵敏的机械结构，结合精密位移传感器进行弱力标定。其中法国团队的测试方案和德国团队的测试方案的基本原理均是采用含有配平质量的单摆方案，前者用加速度计测量地面震动并在数据处理中扣除相应误差，后者用两个名义上相同的摆做位移差分测量，该方案潜在分辨率高、控制带宽达到赫兹量级而从众多方案中脱颖而出，并得到了长足发展。准确的标定微推力测试台是进行微推进器测试的前提。对于上述微推力测试方案，法国团队应用了离开摆体竖直轴线的一系列质量产生的力矩进行了测试台的标定，由于必须选定特定范围内的质量，且受限于天平标定质量的误差，该方案的相对标定误差约0.5％(IEPC-2013-418)；德国团队用特制的标定和安装均较复杂的静电梳的静电力进行了测试台的标定，相对标定误差约0.3％(IEPC-2013-275)。上述标定方法不仅操作较复杂，而且标定精度有待进一步提高。鉴于此，克服以上现有技术中的不足，提供一种新的用于弱力测试的悬挂标定装置成为本领域亟待解决的技术问题。本技术提供一种相对标定精度高且操作便利的标定方案，从而克服现有技术的上述不足。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种用于弱力测试的悬挂标定装置及标定方法。本技术的目的可通过以下的技术措施来实现：本技术提供了一种用于弱力测试的悬挂标定装置，所述标定装置包括：安装框架；设于所述安装框架的台体，所述台体开设有轴向延伸的第一容纳腔、以及径向延伸的第二容纳腔，所述第二容纳腔的侧壁上形成有与所述台体的横截面平行且彼此相对的第一端面和第二端面；设于所述第一容纳腔的微推进器；至少两个设于所述台体和所述安装框架之间的拉丝约束组件，用于约束所述台体的自由度；用于产生弱力的第一标定组件，包括设于所述安装框架并能沿水平方向移动的微纳米平移台、一端设于所述微纳米平移台的悬线、以及设于所述悬线另一端的标定球，所述标定球悬垂于所述第二容纳腔内、并位于第一端面和第二端面对应处；以及设于所述台体的测微器。优选地，所述标定装置还包括：用于产生弱力的第二标定组件，包括设于所述台体远离所述微推进器的一端的导体部件和用于产生磁场的磁部件。优选地，所述台体远离所述微推进器的一端形成有固定部，所述导体部件为绕设于所述固定部的线圈，所述磁部件为环形永磁铁，所述线圈位于所述磁部件的磁场中。优选地，所述第一容纳腔和所述第二容纳腔互不相通，所述第一容纳腔从所述台体的第一端开始延伸，所述第二容纳腔靠近所述台体的第二端设置，所述第二标定组件设于所述台体的第二端。优选地，每个拉丝约束组件包括一个施力调节件、以及至少三根第一拉丝，所述施力调节件用于为所述台体施加拉力以及为所述第一拉丝加载张力，所述第一拉丝的一端设于所述安装框架、另一端设于所述台体外表面，所述至少三根拉丝在所述台体的周向上彼此等间隔且呈放射状布设。优选地，所述施力调节件包括第二拉丝、定滑轮和施力机构，所述第二拉丝的一端设于所述台体上、另一端经过所述定滑轮和所述施力机构相连。优选地，所述施力调节件包括第二拉丝和设于所述第二拉丝上的弹性件。本技术的标定装置采用第一标定组件，通过在微纳米平移台下悬挂已知质量的标定球，标定球在微纳米平移台的带动下抵靠台体的标定端面，悬线拉力在水平方向的分力即为标定输入，在保证测试精度的条件下，简化了结构，应用本技术的标定装置进行标定的操作简单。附图说明图1是本技术实施例的用于弱力测试的悬挂标定装置的结构示意图。图2是本技术实施例的用于弱力测试的悬挂标定装置中第一标定组件施加弱力原理图。图3是本技术实施例的用于弱力测试的悬挂标定装置中拉丝约束组件的侧视图。图4是本技术实施例的用于弱力测试的悬挂标定装置中拉丝约束组件的结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。在下文中，将参考附图来更好地理解本技术的许多方面。附图中的部件未必按照比例绘制。替代地，重点在于清楚地说明本技术的部件。此外，在附图中的若干视图中，相同的附图标记指示相对应零件。如本文所用的词语“示例性”或“说明性”表示用作示例、例子或说明。在本文中描述为“示例性”或“说明性”的任何实施方式未必理解为相对于其它实施方式是优选的或有利的。下文所描述的所有实施方式是示例性实施方式，提供这些示例性实施方式是为了使得本领域技术人员做出和使用本公开的实施例并且预期并不限制本公开的范围，本公开的范围由权利要求限定。在其它实施方式中，详细地描述了熟知的特征和方法以便不混淆本技术。而且，并无意图受到前文的
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技术介绍
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技术实现思路
或下文的详细描述中给出的任何明示或暗示的理论限制。还应了解在附图中示出和在下文的说明书中描述的具体装置和过程是在所附权利要求中限定的技术构思的简单示例性实施例。因此，与本文所公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特征不应被理解为限制性的，除非权利要求书另作明确地陈述。本技术实施例提供了一种用于弱力测试的悬挂标定装置，请参阅图1所示，所述标定装置包括：安装框架10、台体20、微推进器30、两个拉丝约束组件40、测微器50、第一标定组件60和第二标定组件70，其中，台体20通过两个拉丝约束组件40设置于安装框架10上，在本实施例中，台体20横向设置，两个拉丝约束组件40分别设于台体20的左右两端，两个拉丝约束组件40限制了台体20在y轴及z轴方向的平动和转动自由度，台体20在x轴方向(水平方向)能够平动或转动。需要说明的是，本实施例虽然以台体20通过拉丝约束组件40设置于安装框架10的优选实施方式为例进行说明，但是，台体20和安装框架10的连接方式并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于弱力测试的悬挂标定装置，其特征在于，所述标定装置包括：/n安装框架；/n设于所述安装框架的台体，所述台体开设有轴向延伸的第一容纳腔、以及径向延伸的第二容纳腔，所述第二容纳腔的侧壁上形成有与所述台体的横截面平行且彼此相对的第一端面和第二端面；/n设于所述第一容纳腔的微推进器；/n用于产生弱力的第一标定组件，包括设于所述安装框架并能沿水平方向移动的微纳米平移台、一端设于所述微纳米平移台的悬线、以及设于所述悬线另一端的标定球，所述标定球悬垂于所述第二容纳腔内、并位于第一端面和第二端面对应处；以及/n设于所述台体的测微器。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于弱力测试的悬挂标定装置，其特征在于，所述标定装置包括：
安装框架；
设于所述安装框架的台体，所述台体开设有轴向延伸的第一容纳腔、以及径向延伸的第二容纳腔，所述第二容纳腔的侧壁上形成有与所述台体的横截面平行且彼此相对的第一端面和第二端面；
设于所述第一容纳腔的微推进器；
用于产生弱力的第一标定组件，包括设于所述安装框架并能沿水平方向移动的微纳米平移台、一端设于所述微纳米平移台的悬线、以及设于所述悬线另一端的标定球，所述标定球悬垂于所述第二容纳腔内、并位于第一端面和第二端面对应处；以及
设于所述台体的测微器。


2.根据权利要求1所述的用于弱力测试的悬挂标定装置，其特征在于，所述标定装置还包括：
用于产生弱力的第二标定组件，包括设于所述台体远离所述微推进器的一端的导体部件和用于产生磁场的磁部件。


3.根据权利要求2所述的用于弱力测试的悬挂标定装置，其特征在于，所述台体远离所述微推进器的一端形成有固定部，所述导体部件为绕设于所述固定部的线圈，所述磁部件为环形永磁铁，所述线圈位于所述磁部件的磁场中。

【专利技术属性】
技术研发人员：涂海波，孙恒，董琴琴，张会，
申请(专利权)人：中国科学院测量与地球物理研究所，
类型：新型
国别省市：湖北;42