CN104568374B - 风洞天平静校台几何量校准装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的风洞天平静校台几何量校准装置，属于几何量领域，适用于风洞天平静校台复位机构、测量系统及加载机构的几何参数的校准。该装置利用测微准直望远镜配合安装在加载头上的基准立方镜将加载坐标系复现；利用精密转台实现测微准直望远镜的180°回转；通过驱动安装有双光栅尺的直线导轨带动测微准直望远镜移动，并瞄准加载机构的基准线，利用双光栅尺数据实现加载机构几何参数的测量，从而克服现有安装测量方法精度不高、效率低的问题，此外该装置通过螺旋升降机驱动升降机构实现高低调整，从而能够满足不同型号风洞天平静校台几何参数校准需要。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种风洞天平静校台几何量校准装置，属于几何量领域，适用于风洞天平静校台复位机构、测量系统及加载机构的几何参数的校准。
背景技术
随着航空和航天技术的发展，对风洞实验的测量精度提出了更高的要求。风洞天平是试验中用于测量作用在飞机模型上的气动力的重要测量装置，其测量精度直接影响风洞实验的品质。它可将作用在飞机模型上的气动力合力按一定的直角坐标系分解成几个分量，分别传递到各分量的测量元件上并给出测量数据。风洞天平静校台则是校准天平的标准设备，其主体结构包括施力设备、加载设备、复位机构及测量系统。该设备能够在三维空间力系中给天平施加六个分量的大小均确切已知的力，从而可以模拟天平在风洞中的受力状态。然而，由于风洞天平在静校台上有安装误差，校准架本身存在的安装误差以及天平变形等都会造成力的方向误差，传力过程中各环节会造成力的大小误差，这些都使得所加载荷的大小存在着不确定性，从而导致通过天平静校台获得的天平使用公式中的各参数存在着较大的误差。由于静校设备的准确度将直接影响到被校验天平的准确度，因此需要对风洞天平进行标定。对风洞天平进行标定需要确定的要素有三个，即力的大小、方向、作用点。施力设备通过采用添加砝码或利用施力器的方法产生所需要的力，砝码及施力设备中的加载力有现成的传统标校方法进行溯源。而力的方向和作用点是则是由加载设备与复位机构共同来保障的。建立风洞天平静校台时，坐标系建立的方法是采用拉线、吊线与划线相结合的传统方法确定，加载机构的几何参数则采用游标卡尺的方法进行测量。该方法的缺点是复位机构的重复性难以测量，加载坐标系与加载机构的位置关系通过拉线与划线后再采用游标卡尺确定，其测量准确度很难保证，且效率低。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的风洞天平静校台加载机构、测量系统以及复位机构几何参数难以精确测量并且测量效率低的不足，提出一种风洞天平静校台几何量校准装置。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
本发明的风洞天平静校台几何量校准装置，其特征在于：其包括：便携支撑座、横向电动精密位移台7、精密转台组件、测微准直望远镜组件和基准立方镜组件24。
所述便携支撑座包括：脚轮1、底座2、可调整钿脚18、斜拉杆4、支撑架3、可升降支撑台5、螺旋升降机17和滑动导轨组件16。支撑架3安装在底座2上。斜拉杆4的一端固定在支撑架3上，另一端固定在底座2上，以增加支撑架3的刚度。脚轮1和钿脚18固定在底座2上；脚轮1起支撑作用，并使所述便携支撑座方便移动；钿脚18的高度可调，其作用是实现底座2处于水平状态。支撑架3有一个U型外框，并在U型外框的中间位置固定有一根中间横梁，在支撑架3的中间横梁与U型外框的底部之间固定有一根竖直中间梁。在U型外框中间横梁以上的左右两侧内壁上分别固定有滑块，同时可升降支撑台5左右两侧外壁上分别安装竖直导轨；可升降支撑台5通过两侧的竖直导轨与支撑架3两侧内壁上滑块的配合，实现可升降支撑台5与支撑架3的滑动连接。支撑架3的竖直中间梁上固定有螺旋升降机17，同时螺旋升降机17与可升降支撑台5的底面连接，通过操作螺旋升降机17实现可升降支撑台5的高度调整。
在可升降支撑台5的上顶面固定安装有横向电动精密位移台7，横向电动精密位移台7的前、后平面上各加装一条光栅尺8，两条光栅尺平行安装。利用双光栅尺直接测量横向电动精密位移台7位置，然后通过公式1得到横向电动精密位移台7的滑台偏摆角(用符号α表示)，横向电动精密位移台7的滑台偏摆角α即为测微准直望远镜11行走过程中偏摆角，利用该偏摆角即可实现测微准直望远镜11行走过程中偏摆角的补偿。
其中，x1和x2分别是横向电动精密位移台7上两条光栅尺的测量值；x是横向电动精密位移台7上两条光栅尺的距离。
所述精密转台组件包括精密转台9、圆光栅和电子水平仪10。精密转台9安装在横向电动精密位移台7的运动平台上，即横向电动精密位移台7的上表面上。精密转台9的上表面安装有圆光栅和电子水平仪10，圆光栅与精密转台9同轴。圆光栅用于测量测微准直望远镜11的回转角度，电子水平仪10用于保证测微准直望远镜组件处于水平位置。
所述测微准直望远镜组件包括测微准直望远镜11、望远镜安装架14、倾角传感器、图像传感器CCD13、图像传感器转接筒12和显示器6。望远镜安装架14固定安装在精密转台9上；测微准直望远镜11安装在望远镜安装架14上；望远镜安装架14上安装有卡环，卡环用于保证测微准直望远镜11的轴线与精密转台9的旋转轴正交。倾角传感器安装在望远镜安装架14底板上，用于测量测微准直望远镜11运动过程中的姿态变化，以确保其水平回转。图像传感器CCD13通过图像传感器转接筒12与测微准直望远镜11连接。测微准直望远镜11的输出端与图像传感器CCD13的输入端连接；图像传感器CCD13的输出端与显示器6的输入端连接。显示器6安装在螺旋升降机17上，用于显示测微准直望远镜11准直后的成像经过图像传感器CCD13放大后的图像。
所述图像传感器转接筒12包括图像传感器内套19、图像传感器外套20、图像传感器连接件21和连接件压环22。图像传感器内套19与图像传感器外套20通过小间隙配合保证同轴度，靠细牙螺纹连接。图像传感器连接件21靠连接件压环22压紧在图像传感器外套20上。图像传感器连接件21与图像传感器外套20之间采用小间隙配合保证图像传感器CCD13与图像传感器外套20同轴。图像传感器转接筒12通过图像传感器内套19安装到测微准直望远镜11上。
如果测微准直望远镜11调焦后显示器6的准直图像仍不清晰，则旋转图像传感器外套20实现图像传感器CCD13沿轴线前后移动直到图像清晰位置，通过螺钉锁紧图像传感器外套20。此时如果显示器6内图像并与显示器6上的十字叉丝不平行，通过旋转图像传感器CCD13带动图像传感器连接件21旋转即可实现图像的旋转，在不改变图像传感器CCD13沿轴线的距离的情况下，使显示器6内图像并与显示器6上的十字叉丝平行。
所述基准立方镜组件24包括基准立方镜26、底部安装座27、左右俯仰调整板28、前后倾斜调整板29、基准镜旋转安装座30和旋转调整基础座33。基准立方镜26为正立方体结构，其本身是一个直角坐标系，作用是复现加载坐标系。所述加载坐标系是外部设备风洞天平静校台加载头23所在坐标系。底部安装座27固定连接在外部设备加载头23上。前后倾斜调整板29安装在底部安装座27上，采用矩形导轨导向，即：底部安装座27上有矩形导轨的导向块，前后倾斜调整板29上有矩形导轨的导向槽，前后倾斜调整板29通过矩形导轨导向槽以及底部安装座27上的矩形导轨导向块，实现与底部安装座27的滑动连接。在底部安装座27的前、后内侧面分别安装有顶丝，其作用是实现前后倾斜调整板29的前后位置调整。在前后倾斜调整板29上也安装有顶丝，其作用是实现前后倾斜调整板29的倾斜姿态调整。左右俯仰调整板28安装在前后倾斜调整板29上，采用矩形导轨导向，即：前后倾斜调整板29上有矩形导轨的导向块，左右俯仰调整板28上有矩形导轨的导向槽，左右俯仰调整板28通过矩形导轨导向槽以及前后倾斜调整板29上的矩形导轨导向块，实现与前后倾斜调整板29的滑动连接。在底部安装座27的左、右内侧面分别安装有顶丝，其作用是实现左右俯仰调整板28的左右位置调整；在左右俯仰调整板28上安装有顶丝，其作用是实现左右俯仰调整板28的倾斜姿态调整。左右俯仰调整板28上安装有基准镜旋转安装座30，采用销孔配合的方法以保证定位精度。基准立方镜26固定在基准镜旋转安装座30的上表面。
基准镜旋转安装座30上还固定有旋转调整摆杆31、X轴立方镜方向定位块32和Y轴立方镜方向定位块34。旋转调整摆杆31用于调整基准立方镜26的旋转角度；X轴立方镜方向定位块32和Y轴立方镜方向定位块34相互垂直固定于基准镜旋转安装座30上表面，用于基准立方镜26安装时的定位。
利用所述旋转调整摆杆31调整基准立方镜26的旋转角度的方法为：将旋转调整基础座33安装在左右俯仰调整板28的上表面，并将旋转调整摆杆31包围在其内部。旋转调整基础座33的两侧各有一个顶丝，分别从左右两侧顶住旋转调整摆杆31。通过旋转旋转调整基础座33左右两侧的顶丝，实现旋转调整摆杆31的精确调整，进而实现基准镜旋转安装座30带动基准立方镜26的旋转，使基准立方镜26到达预定角度。
使用所述风洞天平静校台几何量校准装置对外部设备中风洞天平静校台几何量进行校准；所述外部设备中风洞天平静校台包括加载机构和复位机构，加载机构包括加载头23和滑轮组25；所述滑轮组25包括2组滑轮机构；其特征在于，其具体工作过程为：
第1步：将所述风洞天平静校台几何量校准装置的主体部分放置于加载头23和滑轮组25的中间位置，并且风洞天平静校台几何量校准装置的主体部分距离滑轮组25的2组滑轮机构等距。
所述风洞天平静校台几何量校准装置的主体部分包括便携支撑座、横向电动精密位移台7、精密转台组件和测微直望远镜组件。
第2步：将基准立方镜组件24固定安装到外接设备加载头23上；利用外部设备三坐标测量机测量出基准立方镜26与外部设备加载头23的相对位置关系，则通过基准立方镜坐标系，即可求出加载坐标系，从而实现加载坐标系的复现。
第3步：将加载头23放置到外部设备中风洞天平静校台的复位机构上，再将复位机构复位。
第4步：对所述风洞天平静校台几何量校准装置的测微准直望远镜11，进行高低左右俯仰调整后，使得测微准直望远镜11瞄准基准立方镜26并准直，然后将光栅尺8读数清零。
第5步：通过精密转台9实现测微准直望远镜11180°的回转，并通过横向电动精密位移台7驱动测微准直望远镜11瞄准滑轮组25中的一组滑轮机构(用符号A表示)上的中间刻线，并记录此时双光栅尺的读数均值(用符号Y1表示)；再驱动测微准直望远镜11瞄准滑轮组25中另一组滑轮机构(用符号B表示)上的中间刻线，并记录此时双光栅尺的读数均值(用符号Y2表示)，双光栅尺的读数均值Y1和Y2反映了滑轮组25与加载坐标系的几何关系。通过公式2可得到滑轮机构A距离加载坐标系的距离(用符号ΔY1表示)，通过公式3可得到滑轮机构B距离加载坐标系的距离(用符号ΔY2表示)，利用ΔY1、ΔY2值与标准值对比即可实现外部设备中风洞天平静校台的加载机构的几何参数校准。
ΔY1＝Y1-ΔY (2)
其中，ΔY为加载坐标系与立方镜坐标系的Y轴方向的坐标变换值，该值由外部设备三坐标测量机直接测量得出；
ΔY2＝Y2-ΔY (3)
第6步：通过瞄准外部设备中风洞天平静校台的复位机构复位前和复位后基准立方镜26侧面十字刻线并记录双光栅尺的读数均值，其差值即为外部设备中风洞天平静校台的复位机构复位重复性的测量。
有益效果
本发明提出的风洞天平静校台几何量校准装置与已有技术相比较，具有如下优点：
①利用双光栅尺数据实现加载机构几何参数的测量，提高了测量精度和测量效率低。
②通过螺旋升降机驱动升降机构实现高低调整，从而能够满足不同型号风洞天平静校台几何参数校准需要。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中所述风洞天平静校台几何量校准装置主体部分的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式中图像传感器转接筒12结构示意图；
图3是本发明具体实施方式中基准立方镜组件24结构示意图；
图4是本发明具体实施方式中风洞天平静校台几何量校准装置的主体部分的位置示意图；
其中，1-脚轮；2-底座；3-支撑架；4-斜拉杆；5-可升降支撑台；6-显示器；7-横向电动精密位移台；8-光栅尺；9-精密转台；10-电子水平仪；11-测微准直望远镜；12-图像传感器转接筒；13-图像传感器CCD；14-望远镜安装架；16-滑动导轨组件；17-螺旋升降机；18-可调整钿脚；19-图像传感器内套；20-图像传感器外套；21-图像传感器连接件；22-连接件压环；23-加载头；24-基准立方镜组件；25-滑轮组；26-基准立方镜；27-底部安装座；28-左右俯仰调整板；29-前后倾斜调整板；30-基准镜旋转安装座；31-旋转调整摆杆；32-X轴立方镜方向定位块；33-旋转调整基础座；34-Y轴立方镜方向定位块。
具体实施方式
以下结合附图和实施实例对本发明进一步说明。
本实施例中风洞天平静校台几何量校准装置，包括：便携支撑座、横向电动精密位移台7、精密转台组件、测微准直望远镜组件和基准立方镜组件24。其主体部分的结构如图1所示。
便携支撑座包括：脚轮1、底座2、可调整钿脚18、斜拉杆4、支撑架3、可升降支撑台5、螺旋升降机17和滑动导轨组件16。支撑架3安装在底座2上。斜拉杆4的一端固定在支撑架3上，另一端固定在底座2上，以增加支撑架3的刚度。脚轮1和钿脚18固定在底座2上；脚轮1起支撑作用，并使所述便携支撑座方便移动；钿脚18的高度可调，其作用是实现底座2处于水平状态。支撑架3有一个U型外框，并在U型外框的中间位置固定有一根中间横梁，在支撑架3的中间横梁与U型外框的底部之间固定有一根竖直中间梁。在U型外框中间横梁以上的左右两侧内壁上分别固定有滑块，同时可升降支撑台5左右两侧外壁上分别安装竖直导轨；可升降支撑台5通过两侧的竖直导轨与支撑架3两侧内壁上滑块的配合，实现可升降支撑台5与支撑架3的滑动连接。支撑架3的竖直中间梁上固定有螺旋升降机17，同时螺旋升降机17与可升降支撑台5的底面连接，通过操作螺旋升降机17实现可升降支撑台5的高度调整。
在可升降支撑台5的上顶面固定安装有横向电动精密位移台7，横向电动精密位移台7的前、后平面上各加装一条光栅尺8，两条光栅尺平行安装。利用双光栅尺直接测量横向电动精密位移台7位置，然后通过公式1得到横向电动精密位移台7的滑台偏摆角α，横向电动精密位移台7的滑台偏摆角α即为测微准直望远镜11行走过程中偏摆角，利用该偏摆角即可实现测微准直望远镜11行走过程中偏摆角的补偿。
其中，x1和x2分别是横向电动精密位移台7上两条光栅尺的测量值；x是横向电动精密位移台7上两条光栅尺的距离。
精密转台组件包括精密转台9和圆光栅和电子水平仪10。精密转台9安装在横向电动精密位移台7的运动平台上，即横向电动精密位移台7的上表面上。精密转台9的上表面安装有圆光栅和电子水平仪10，圆光栅与精密转台9同轴。圆光栅用于测量测微准直望远镜11的回转角度，电子水平仪10用于保证测微准直望远镜组件处于水平位置。
测微准直望远镜组件包括测微准直望远镜11、望远镜安装架14、倾角传感器、图像传感器CCD13、图像传感器转接筒12和显示器6。望远镜安装架14固定安装在精密转台9上；测微准直望远镜11安装在望远镜安装架14上；望远镜安装架14上安装有卡环，卡环用于保证测微准直望远镜11的轴线与精密转台9的旋转轴正交。倾角传感器安装在望远镜安装架14底板上，用于测量测微准直望远镜11运动过程中的姿态变化，以确保其水平回转。图像传感器CCD13通过图像传感器转接筒12与测微准直望远镜11连接。测微准直望远镜11的输出端与图像传感器CCD13的输入端连接；图像传感器CCD13的输出端与显示器6的输入端连接。显示器6安装在螺旋升降机17上，用于显示测微准直望远镜11准直后的成像经过图像传感器CCD13放大后的图像。
图像传感器转接筒12，其结构如图2所示，包括图像传感器内套19、图像传感器外套20、图像传感器连接件21和连接件压环22。图像传感器内套19与图像传感器外套20通过小间隙配合保证同轴度，靠细牙螺纹连接。图像传感器连接件21靠连接件压环22压紧在图像传感器外套20上。图像传感器连接件21与图像传感器外套20之间采用小间隙配合保证图像传感器CCD13与图像传感器外套20同轴。图像传感器转接筒12通过图像传感器内套19安装到测微准直望远镜11上。
如果测微准直望远镜11调焦后显示器6的准直图像仍不清晰，则旋转图像传感器外套20实现图像传感器CCD13沿轴线前后移动直到图像清晰位置，通过螺钉锁紧图像传感器外套20。此时如果显示器6内图像并与显示器6上的十字叉丝不平行，通过旋转图像传感器CCD13带动图像传感器连接件21旋转即可实现图像的旋转，在不改变图像传感器CCD13沿轴线的距离的情况下，使显示器6内图像并与显示器6上的十字叉丝平行。
基准立方镜组件24，其结构如图3所示，包括基准立方镜26、底部安装座27、左右俯仰调整板28、前后倾斜调整板29、基准镜旋转安装座30和旋转调整基础座33。基准立方镜26为正立方体结构，其本身是一个直角坐标系，作用是复现加载坐标系。所述加载坐标系是外部设备风洞天平静校台加载头23所在坐标系。底部安装座27固定连接在外部设备加载头23上。前后倾斜调整板29安装在底部安装座27上，采用矩形导轨导向，即：底部安装座27上有矩形导轨的导向块，前后倾斜调整板29上有矩形导轨的导向槽，前后倾斜调整板29通过矩形导轨导向槽以及底部安装座27上的矩形导轨导向块，实现与底部安装座27的滑动连接。在底部安装座27的前、后内侧面分别安装有顶丝，其作用是实现前后倾斜调整板29的前后位置调整。在前后倾斜调整板29上也安装有顶丝，其作用是实现前后倾斜调整板29的倾斜姿态调整。左右俯仰调整板28安装在前后倾斜调整板29上，采用矩形导轨导向，即：前后倾斜调整板29上有矩形导轨的导向块，左右俯仰调整板28上有矩形导轨的导向槽，左右俯仰调整板28通过矩形导轨导向槽以及前后倾斜调整板29上的矩形导轨导向块，实现与前后倾斜调整板29的滑动连接。在底部安装座27的左、右内侧面分别安装有顶丝，其作用是实现左右俯仰调整板28的左右位置调整；在左右俯仰调整板28上安装有顶丝，其作用是实现左右俯仰调整板28的倾斜姿态调整。左右俯仰调整板28上安装有基准镜旋转安装座30，采用销孔配合的方法以保证定位精度。基准立方镜26固定在基准镜旋转安装座30的上表面。
基准镜旋转安装座30上还固定有旋转调整摆杆31、X轴立方镜方向定位块32和Y轴立方镜方向定位块34。旋转调整摆杆31用于调整基准立方镜26的旋转角度；X轴立方镜方向定位块32和Y轴立方镜方向定位块34相互垂直固定于基准镜旋转安装座30上表面，用于基准立方镜26安装时的定位。
利用所述旋转调整摆杆31调整基准立方镜26的旋转角度的方法为：将旋转调整基础座33安装在左右俯仰调整板28的上表面，并将旋转调整摆杆31包围在其内部。旋转调整基础座33的两侧各有一个顶丝，分别从左右两侧顶住旋转调整摆杆31。通过旋转旋转调整基础座33左右两侧的顶丝，实现旋转调整摆杆31的精确调整，进而实现基准镜旋转安装座30带动基准立方镜26的旋转，使基准立方镜26到达预定角度。
使用所述风洞天平静校台几何量校准装置对外部设备中风洞天平静校台几何量进行校准；所述外部设备中风洞天平静校台包括加载机构和复位机构，加载机构包括加载头23和滑轮组25；所述滑轮组25包括2组滑轮机构；其具体工作过程为：
第1步：将所述风洞天平静校台几何量校准装置的主体部分放置于加载头23和滑轮组25的中间位置，并且风洞天平静校台几何量校准装置的主体部分距离滑轮组25的2组滑轮机构等距，如图4所示。
所述风洞天平静校台几何量校准装置的主体部分包括便携支撑座、横向电动精密位移台7、精密转台组件和测微直望远镜组件。
第2步：将基准立方镜组件24固定安装到外接设备加载头23上，如图4所示；利用外部设备三坐标测量机测量出基准立方镜26与外部设备加载头23的相对位置关系，则通过基准立方镜坐标系，即可求出加载坐标系，从而实现加载坐标系的复现。
第3步：将加载头23放置到外部设备中风洞天平静校台的复位机构上，再将复位机构复位。
第4步：对所述风洞天平静校台几何量校准装置的测微准直望远镜11，进行高低左右俯仰调整后，使得测微准直望远镜11瞄准基准立方镜26并准直，然后将光栅尺8读数清零。
第5步：通过精密转台9实现测微准直望远镜11回转180°，并通过横向电动精密位移台7驱动测微准直望远镜11瞄准滑轮组25中的一组滑轮机构A上的中间刻线，并记录此时双光栅尺的读数均值Y1；再驱动测微准直望远镜11瞄准滑轮组25中另一组滑轮机构B上的中间刻线，并记录此时双光栅尺的读数均值Y2，双光栅尺的读数均值Y1和Y2反映了滑轮组25与加载坐标系的几何关系。通过公式2可得到滑轮机构A距离加载坐标系的距离ΔY1，通过公式3可得到滑轮机构B距离加载坐标系的距离ΔY2，利用ΔY1、ΔY2值与标准值对比即可实现外部设备中风洞天平静校台的加载机构的几何参数校准。
ΔY1＝Y1-ΔY (2)
其中，ΔY为加载坐标系与立方镜坐标系的Y轴方向的坐标变换值，该值由外部设备三坐标测量机直接测量得出；
ΔY2＝Y2-ΔY (3)
第6步：通过瞄准外部设备中风洞天平静校台的复位机构复位前和复位后基准立方镜26侧面十字刻线并记录双光栅尺的读数均值，其差值即为外部设备中风洞天平静校台的复位机构复位重复性的测量。
Claims (7)
1.一种风洞天平静校台几何量校准装置，其特征在于：其包括：便携支撑座、横向电动精密位移台(7)、精密转台组件、测微准直望远镜组件和基准立方镜组件(24)；
所述便携支撑座包括：脚轮(1)、底座(2)、可调整钿脚(18)、斜拉杆(4)、支撑架(3)、可升降支撑台(5)、螺旋升降机(17)和滑动导轨组件(16)；支撑架(3)安装在底座(2)上；斜拉杆(4)的一端固定在支撑架(3)上，另一端固定在底座(2)上，以增加支撑架(3)的刚度；脚轮(1)和钿脚(18)固定在底座(2)上；脚轮(1)起支撑作用，并使所述便携支撑座方便移动；钿脚(18)的高度可调，其作用是实现底座(2)处于水平状态；支撑架(3)有一个U型外框，并在U型外框的中间位置固定有一根中间横梁，在支撑架(3)的中间横梁与U型外框的底部之间固定有一根竖直中间梁；在U型外框中间横梁以上的左右两侧内壁上分别固定有滑块，同时可升降支撑台(5)左右两侧外壁上分别安装竖直导轨；可升降支撑台(5)通过两侧的竖直导轨与支撑架(3)两侧内壁上滑块的配合，实现可升降支撑台(5)与支撑架(3)的滑动连接；支撑架(3)的竖直中间梁上固定有螺旋升降机(17)，同时螺旋升降机(17)与可升降支撑台(5)的底面连接，通过操作螺旋升降机(17)实现可升降支撑台(5)的高度调整；
在可升降支撑台(5)的上顶面固定安装有横向电动精密位移台(7)，横向电动精密位移台(7)的前、后平面上各加装一条光栅尺(8)，两条光栅尺平行安装；
所述精密转台组件包括精密转台(9)、圆光栅和电子水平仪(10)；精密转台(9)安装在横向电动精密位移台(7)的运动平台上；精密转台(9)的上表面安装有圆光栅和电子水平仪(10)，圆光栅与精密转台(9)同轴；圆光栅用于测量测微准直望远镜(11)的回转角度，电子水平仪(10)用于保证测微准直望远镜组件处于水平位置；
所述测微准直望远镜组件包括测微准直望远镜(11)、望远镜安装架(14)、倾角传感器、图像传感器CCD(13)、图像传感器转接筒(12)和显示器(6)；望远镜安装架(14)固定安装在精密转台(9)上；测微准直望远镜(11)安装在望远镜安装架(14)上；望远镜安装架(14)上安装有卡环，卡环用于保证测 微准直望远镜(11)的轴线与精密转台(9)的旋转轴正交；倾角传感器安装在望远镜安装架(14)底板上，用于测量测微准直望远镜(11)运动过程中的姿态变化，以确保其水平回转；图像传感器CCD(13)通过图像传感器转接筒(12)与测微准直望远镜(11)连接；测微准直望远镜(11)的输出端与图像传感器CCD(13)的输入端连接；图像传感器CCD(13)的输出端与显示器(6)的输入端连接；显示器(6)安装在螺旋升降机(17)上，用于显示测微准直望远镜(11)准直后的成像经过图像传感器CCD(13)放大后的图像；
所述基准立方镜组件(24)包括基准立方镜(26)、底部安装座(27)、左右俯仰调整板(28)、前后倾斜调整板(29)、基准镜旋转安装座(30)和旋转调整基础座(33)；基准立方镜(26)为正立方体结构，其本身是一个直角坐标系，作用是复现加载坐标系；所述加载坐标系是外部设备风洞天平静校台加载头(23)所在坐标系；底部安装座(27)固定连接在外部设备加载头(23)上；前后倾斜调整板(29)安装在底部安装座(27)上，采用矩形导轨导向；在底部安装座(27)的前、后内侧面分别安装有顶丝，其作用是实现前后倾斜调整板(29)的前后位置调整；在前后倾斜调整板(29)上也安装有顶丝，其作用是实现前后倾斜调整板(29)的倾斜姿态调整；左右俯仰调整板(28)安装在前后倾斜调整板(29)上，采用矩形导轨导向；在底部安装座(27)的左、右内侧面分别安装有顶丝，其作用是实现左右俯仰调整板(28)的左右位置调整；在左右俯仰调整板(28)上安装有顶丝，其作用是实现左右俯仰调整板(28)的倾斜姿态调整；左右俯仰调整板(28)上安装有基准镜旋转安装座(30)，采用销孔配合的方法以保证定位精度；基准立方镜(26)固定在基准镜旋转安装座(30)的上表面。
2.如权利要求1所述的一种风洞天平静校台几何量校准装置，其特征在于：利用电动精密位移台(7)上的双光栅尺直接测量横向电动精密位移台(7)位置，然后通过公式(1)得到横向电动精密位移台(7)的滑台偏摆角α，横向电动精密位移台(7)的滑台偏摆角α即为测微准直望远镜(11)行走过程中偏摆角，利用该偏摆角即可实现测微准直望远镜(11)行走过程中偏摆角的补偿；
其中，x1和x2分别是横向电动精密位移台(7)上两条光栅尺的测量值；x是 横向电动精密位移台(7)上两条光栅尺的距离。
3.如权利要求1或2所述的一种风洞天平静校台几何量校准装置，其特征在于：所述图像传感器转接筒(12)包括图像传感器内套(19)、图像传感器外套(20)、图像传感器连接件(21)和连接件压环(22)；图像传感器内套(19)与图像传感器外套(20)通过小间隙配合保证同轴度，靠细牙螺纹连接；图像传感器连接件(21)靠连接件压环(22)压紧在图像传感器外套(20)上；图像传感器连接件(21)与图像传感器外套(20)之间采用小间隙配合保证图像传感器CCD(13)与图像传感器外套(20)同轴；图像传感器转接筒(12)通过图像传感器内套(19)安装到测微准直望远镜(11)上。
4.如权利要求3所述的一种风洞天平静校台几何量校准装置，其特征在于：如果测微准直望远镜(11)调焦后显示器(6)的准直图像仍不清晰，则旋转图像传感器外套(20)实现图像传感器CCD(13)沿轴线前后移动直到图像清晰位置，通过螺钉锁紧图像传感器外套(20)；此时如果显示器(6)内图像与显示器(6)上的十字叉丝不平行，通过旋转图像传感器CCD(13)带动图像传感器连接件(21)旋转即可实现图像的旋转，在不改变图像传感器CCD(13)沿轴线的距离的情况下，使显示器(6)内图像与显示器(6)上的十字叉丝平行。
5.如权利要求1或2所述的一种风洞天平静校台几何量校准装置，其特征在于：所述基准镜旋转安装座(30)上还固定有旋转调整摆杆(31)、X轴立方镜方向定位块(32)和Y轴立方镜方向定位块(34)；旋转调整摆杆(31)用于调整基准立方镜(26)的旋转角度；X轴立方镜方向定位块(32)和Y轴立方镜方向定位块(34)相互垂直固定于基准镜旋转安装座(30)上表面，用于基准立方镜(26)安装时的定位。
6.如权利要求5所述的一种风洞天平静校台几何量校准装置，其特征在于：利用所述旋转调整摆杆(31)调整基准立方镜(26)的旋转角度的方法为：将旋转调整基础座(33)安装在左右俯仰调整板(28)的上表面，并将旋转调整摆杆(31)包围在其内部；旋转调整基础座(33)的两侧各有一个顶丝，分别从左右两侧顶住旋转调整摆杆(31)；通过旋转旋转调整基础座(33)左右两侧的顶丝，实现旋转调整摆杆(31)的精确调整，进而实现基准镜旋转安装座(30)带动基准立方镜(26)的旋转，使基准立方镜(26)到达预定角度。
7.如权利要求1或2所述的一种风洞天平静校台几何量校准装置，其特征在于：使用所述风洞天平静校台几何量校准装置对外部设备中风洞天平静校台几何量进行校准；所述外部设备中风洞天平静校台包括加载机构和复位机构，加载机构包括加载头(23)和滑轮组(25)；所述滑轮组(25)包括2组滑轮机构，分别为滑轮机构A和滑轮机构B；其具体工作过程为：
第1步：将所述风洞天平静校台几何量校准装置的主体部分放置于加载头(23)和滑轮组(25)的中间位置，并且风洞天平静校台几何量校准装置的主体部分距离滑轮组(25)的2组滑轮机构等距；
所述风洞天平静校台几何量校准装置的主体部分包括便携支撑座、横向电动精密位移台(7)、精密转台组件和测微直望远镜组件；
第2步：将基准立方镜组件(24)固定安装到外接设备加载头(23)上；利用外部设备三坐标测量机测量出基准立方镜(26)与外部设备加载头(23)的相对位置关系，则通过基准立方镜坐标系，即可求出加载坐标系，从而实现加载坐标系的复现；
第3步：将加载头(23)放置到外部设备中风洞天平静校台的复位机构上，再将复位机构复位；
第4步：对所述风洞天平静校台几何量校准装置的测微准直望远镜(11)，进行高低左右俯仰调整后，使得测微准直望远镜(11)瞄准基准立方镜(26)并准直，然后将光栅尺(8)读数清零；
第5步：通过精密转台(9)实现测微准直望远镜(11)180°的回转，并通过横向电动精密位移台(7)驱动测微准直望远镜(11)瞄准滑轮组(25)中的一组滑轮机构A上的中间刻线，并记录此时双光栅尺的读数均值Y1；再驱动测微准直望远镜(11)瞄准滑轮组(25)中另一组滑轮机构B上的中间刻线，并记录此时双光栅尺的读数均值Y2，双光栅尺的读数均值Y1和Y2反映了滑轮组(25)与加载坐标系的几何关系；通过公式(2)可得到滑轮机构A距离加载坐标系的距离ΔY1，通过公式(3)可得到滑轮机构B距离加载坐标系的距离ΔY2，利用ΔY1、ΔY2值与标准值对比即可实现外部设备中风洞天平静校台的加载机构的几何参数校准；
ΔY1＝Y1-ΔY (2)
其中，ΔY为加载坐标系与立方镜坐标系的Y轴方向的坐标变换值，该值由外部设备三坐标测量机直接测量得出；
ΔY2＝Y2-ΔY (3)
第6步：通过瞄准外部设备中风洞天平静校台的复位机构复位前和复位后基准立方镜(26)侧面十字刻线并记录双光栅尺的读数均值，其差值即为外部设备中风洞天平静校台的复位机构复位重复性的测量。
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