CN109540386A - 一种质心测量装置的校准装置及方法 - Google Patents

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闫磊
孙凤举
王小三
白天
高炳涛
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Abstract

一种质心测量装置的校准装置及方法，包括标定样件一，标定样件二，标定样件三，标定样件一，标定样件二，标定样件三均包括上定位平面与下定位平面，且每个样件的上定位平面和下定位平面相互平行；下定位平面紧固在转接工装上，转接工装连接至测量设备上。

Description

一种质心测量装置的校准装置及方法
技术领域
本发明属于质心测量领域，具体涉及一种质心测量装置的校准装置及方法。
背景技术
质心是物体的重要静态参数之一，在国防领域，质心位置关系到导弹弹道和控制、飞行器的飞行姿态、卫星运行姿态控制、装甲车辆的机动性等性能方面，所以准确测量质心并且对质心测量设备进行校准就十分必要。
目前国内外质量质心测试主要采用多点支承称重法。多支点称重法的基本测试原理是用三个或更多的称重传感器共同支承被测物体，使得各传感器受力，再结合各传感器相对基准中心点的位置求矩计算得到。该测试方法较为为简单，并且可以同时测量出质量和质心参数，为此得到了广泛应用，该方法可根据被测产品的精度要求，合理选择传感器精度和布置。
质心测量方法的另一类是动态测量法，包括复摆法、转动惯量法、动平衡法等。复摆法是指被测物随复摆平台一起自由摆动，改变摆臂长测量摆动周期，计算出被测物质心；转动惯量法是通过测量被测件的扭摆周期进而测得转动惯量，通过质心-转动惯量关系计算出质心的位置坐标，这些方法对质心测量准确度的影响因素较多。
目前对于质心测量系统的校准，国外主要是通过分参数溯源、过程质量控制、标准试件的方式进行静态和动态校准。国内对静态质心测量系统的校准和国外类似，主要是分参数溯源，其中衡量仪器或者力传感器通过拆卸后送检，测量装置的几何量测量部分通过使用几何量测量仪器进行现场校准，而对于质心测量系统的动态校准国内尚未开展相关研究。由此可见，在质心测量和校准方面国外已经发展为动静态综合测试，准确度较高，并实现了现场动静态校准。
虽然质心测量装置在国内常使用单一质心标准件来进行核查，但是这种类型的标准件通过只有固定质量和理论质心，可以实现对质心测量系统进行核查的目的，但不存在溯源性，无法满足校准的需求，并且这种质心标准件的方法由于和实际加工、材料不均等因素的影响和理论值也会存在一定的偏差，无法作为计量标准对测量设备进行标定。
发明内容
本发明的目的在于：通过采用特殊设计标准样件和特定的标定方法来达到标定进而评判测量装置性能的目的。
本发明的技术方案如下：一种质心测量装置的校准装置，包括标定样件一，标定样件二，标定样件三，标定样件一，标定样件二，标定样件三均包括上定位平面与下定位平面，且每个样件的上定位平面和下定位平面相互平行；下定位平面紧固在转接工装上，转接工装连接至测量设备上。
所述各样件采用连接螺栓紧固在一起。
所述下定位平面通过转接螺栓紧固在转接工装上。
所述转接工装通过工装定位销和连接螺栓连接至测量设备上。
所述标定样件一，标定样件二，标定样件三各自的上定位平面与自身的下定位平面距离不一。
所述标定样件一，标定样件二，标定样件三各自的上定位平面与自身的下定位平面样件质量不一。
一种质心测量装置的校准测量方法，包括以下步骤：
第1步：分别对标定样件一，标定样件二，标定样件三的上定位平面与下定位平面距离分别进行测量，假设分别为L1、L2、L3；
第2步：将标定样件一，标定样件二，标定样件三根据测量对象的质量与质心位置进行组合使用，形成标定样件组合体，即使用标定样件一，标定样件二，标定样件三模拟出测量对象的质量与质心位置；
第3步：将标定样件组合体的下定位平面朝下安装至测量设备上；
第4步：对标定样件组合体的轴向质心位置进行测量，此时其质心位置距离转接工装上平面即下定位平面的距离测量值为a；
第5步：将标定样件组合体的上定位平面朝下安装至测量设备上；
第6步：对标定样件组合体的轴向质心位置进行测量，此时其质心位置距离转接工装上平面即上定位平面的距离测量值为b；
第7步：轴向质心测量误差计算根据该误差值与测量设备标称的误差范围比较来判断测量设备的合格与否。
8、根据权利要求2所述的一种质心测量装置的校准方法，其特征在于：所述第2步中，形成标定样件组合体并采用连接螺栓紧固。
9、根据权利要求2所述的一种质心测量装置的校准方法，其特征在于：所述第4步中，采用测量设备对标定样件组合体的轴向质心位置进行测量。
10、根据权利要求2所述的一种质心测量装置的校准方法，其特征在于：所述第6步中，采用测量设备对标定样件组合体的轴向质心位置进行测量。
本发明的显著效果在于：可以对三点称重法、不平衡力矩法等多种原理的质心测量设备进行标定，该方法具有误差来源少，标定精度高的特点，能满足绝大部分的测量设备的标定需要。
附图说明
图1为本发明所述的质心测量装置的校准装置标定样件示意图
图2为本发明所述的质心测量装置的校准装置示意图
图中：1—标定样件一，2—标定样件二，3—标定样件三，4—上定位平面，5—连接螺栓，6—下定位平面，7—转接螺栓，8—转接工装，9—工装定位销，10—连接螺栓，11—测量设备
具体实施方式
一种质心测量装置的校准装置，包括标定样件一1，标定样件二2，标定样件三3，标定样件一1，标定样件二2，标定样件三3均包括上定位平面与下定位平面，且每个样件的上定位平面和下定位平面相互平行，标定样件一1，标定样件二2，标定样件三3各自的上定位平面与自身的下定位平面距离不一、样件质量不一，各样件可互相连接组合，实现标定样件的多样化，各样件采用连接螺栓5紧固在一起；下定位平面6通过转接螺栓7紧固在转接工装8上，转接工装8通过工装定位销9和连接螺栓10连接至测量设备11上。
一种质心测量装置的校准方法，包括以下步骤：
第1步：分别对标定样件一1，标定样件二2，标定样件三3的上定位平面与下定位平面距离分别进行测量，假设分别为L1、L2、L3。
第2步：将标定样件一1，标定样件二2，标定样件三3根据测量对象的质量与质心位置进行组合使用，形成标定样件组合体并采用连接螺栓5紧固，即使用标定样件一1，标定样件二2，标定样件三3模拟出测量对象的质量与质心位置
第3步：将标定样件组合体的下定位平面6朝下安装至测量设备11上。
第4步：采用测量设备11对标定样件组合体的轴向质心位置进行测量，此时其质心位置距离转接工装8上平面即下定位平面6的距离测量值为a；
第5步：将标定样件组合体的上定位平面4朝下安装至测量设备11上；
第6步：再次采用测量设备11对标定样件组合体的轴向质心位置进行测量，此时其质心位置距离转接工装8上平面即上定位平面4的距离测量值为b；
第7步：轴向质心测量误差计算根据该误差值与测量设备11标称的误差范围比较来判断测量设备11的合格与否。

Claims (10)

1.一种质心测量装置的校准装置，其特征在于：包括标定样件一(1)，标定样件二(2)，标定样件三(3)，标定样件一(1)，标定样件二(2)，标定样件三(3)均包括上定位平面与下定位平面，且每个样件的上定位平面和下定位平面相互平行；下定位平面(6)紧固在转接工装(8)上，转接工装(8)连接至测量设备(11)上。
2.根据权利要求1所述的一种质心测量装置的校准装置，其特征在于：所述各样件采用连接螺栓(5)紧固在一起。
3.根据权利要求2所述的一种质心测量装置的校准装置，其特征在于：所述下定位平面(6)通过转接螺栓(7)紧固在转接工装(8)上。
4.根据权利要求3所述的一种质心测量装置的校准装置，其特征在于：所述转接工装(8)通过工装定位销(9)和连接螺栓(10)连接至测量设备(11)上。
5.根据权利要求4所述的一种质心测量装置的校准装置，其特征在于：所述标定样件一(1)，标定样件二(2)，标定样件三(3)各自的上定位平面与自身的下定位平面距离不一。
6.根据权利要求4所述的一种质心测量装置的校准装置，其特征在于：所述标定样件一(1)，标定样件二(2)，标定样件三(3)各自的上定位平面与自身的下定位平面样件质量不一。
7.一种应用如权利要求6所述的质心测量装置的校准装置的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
第1步：分别对标定样件一(1)，标定样件二(2)，标定样件三(3)的上定位平面与下定位平面距离分别进行测量，假设分别为L1、L2、L3；
第2步：将标定样件一(1)，标定样件二(2)，标定样件三(3)根据测量对象的质量与质心位置进行组合使用，形成标定样件组合体，即使用标定样件一(1)，标定样件二(2)，标定样件三(3)模拟出测量对象的质量与质心位置；
第3步：将标定样件组合体的下定位平面(6)朝下安装至测量设备(11)上；
第4步：对标定样件组合体的轴向质心位置进行测量，此时其质心位置距离转接工装(8)上平面即下定位平面(6)的距离测量值为a；
第5步：将标定样件组合体的上定位平面(4)朝下安装至测量设备(11)上；
第6步：对标定样件组合体的轴向质心位置进行测量，此时其质心位置距离转接工装(8)上平面即上定位平面(4)的距离测量值为b；
第7步：轴向质心测量误差计算根据该误差值与测量设备11标称的误差范围比较来判断测量设备(11)的合格与否。
8.根据权利要求6所述的一种质心测量装置的校准方法，其特征在于：所述第2步中，形成标定样件组合体并采用连接螺栓(5)紧固。
9.根据权利要求6所述的一种质心测量装置的校准方法，其特征在于：所述第4步中，采用测量设备(11)对标定样件组合体的轴向质心位置进行测量。
10.根据权利要求6所述的一种质心测量装置的校准方法，其特征在于：所述第6步中，采用测量设备(11)对标定样件组合体的轴向质心位置进行测量。
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