CN110307925B - 一种微推力架精度测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微推力架精度测量装置及测量方法，在微推力架的定架上固定一定架加长架，在定架加长架上固定第一测量支架，在第一测量支架上固定一定滑轮，缠绕于定滑轮上的绳索的两端分别接砝码盘和微推力架的动架，通过在砝码盘中加入已知质量的砝码来提供一个已知的推力，利用微推力架对提供的已知推力进行测量，通过比较微推力架测量得到的推力与砝码盘提供的已知推力的大小，可以确定微推力架的测量精度，可以避免由于微推力架的测量精度较低导致推力的测量误差较大致使在后续设计中产生更为严重的不良影响的问题；上述微推力架精度测量装置，结构简单，使用方便，具有极高的普适性，可用于各种类型的微推力架上测量微推力架的测量精度。

Description

一种微推力架精度测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及电推进技术领域，尤其涉及一种微推力架精度测量装置及测量方法。

背景技术

化学推进主要通过推进工质的化学反应释放能量并将工质喷出产生反推力。与化学推进不同的是，电推进是利用电能加热或者电离推进剂加速喷射而产生推力的一种反作用式推力器。相比于传统的化学推进，电推进具有比冲高、推力小、可多次点火的优点。发展电推进已经成为未来的发展趋势，我国也将在以后的卫星上应用全电推进。

目前，电推力器多用于卫星的轨道转移和位置保持，电推力器的比冲、功率以及推力等性能都对电推力器的评价有着极其重要的意义。对于电推力器而言，由于其推力极小，小至微牛量级，因此，需要特定的、测量精度高的微推力架对电推力器的推力进行测量，以得到电推力器的实际推力和比冲，从而对电推力器的整体性能进行一个综合的评价。

在利用微推力架对电推力器进行推力测量时，由于电推力器的实际推力极其微小，因此，微推力架的测量精度会极大影响电推力器的实际推力的测量误差。微推力架的测量精度较低，会使电推力器的实际推力的测量误差较大，进而会在后续设计中产生更为严重的不良影响，因此，预先对微推力架的测量精度有一个定量的认识，显得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种微推力架精度测量装置及测量方法，用以准确测量微推力架的测量精度。

因此，本发明提供了一种微推力架精度测量装置，包括：

定架加长架，位于所述微推力架的定架的延伸方向上与所述定架固定连接，与所述微推力架的动架相对设置；

第一测量支架，在预定位置与所述定架加长架固定连接，顶部具有凹槽；

定滑轮，位于所述第一测量支架的凹槽内，中心轴固定于所述第一测量支架上；

砝码盘，与缠绕于所述定滑轮的圆周上的绳索的一端固定连接；所述绳索的另一端与所述动架固定连接；

通过在所述砝码盘内加入砝码，模拟推力器对所述动架产生推力。

在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述微推力架精度测量装置中，所述定架加长架为U型架，包括：与所述定架的延伸方向平行设置且顶端分别与所述定架的两个侧面固定连接的两根支撑条、与每根所述支撑条垂直设置且与每根所述支撑条的末端固定连接的滑动轨道；

所述第一测量支架，在所述滑动轨道上滑动至所述预定位置与所述滑动轨道固定连接，与所述滑动轨道所在平面垂直设置，位于所述滑动轨道面向所述动架的一侧。

在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述微推力架精度测量装置中，每根所述支撑条的顶端通过螺栓和螺母与所述定架的侧面固定连接。

在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述微推力架精度测量装置中，所述滑动轨道通过螺栓和螺母与每根所述支撑条的末端固定连接。

在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述微推力架精度测量装置中，所述第一测量支架通过螺栓和螺母与所述滑动轨道固定连接。

在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述微推力架精度测量装置中，穿过所述定滑轮的中心轴的旋转轴搭在所述第一测量支架的顶部。

在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述微推力架精度测量装置中，还包括：与所述动架固定连接的第二测量支架；所述第二测量支架为L型支架；

所述绳索的另一端与所述第二测量支架固定连接，且所述第二测量支架绑定所述绳索的位置与推力器的中心位置位于同一水平面。

在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述微推力架精度测量装置中，所述第二测量支架通过螺栓和螺母与所述动架固定连接。

本发明还提供了一种微推力架精度测量方法，包括如下步骤：

S1：将所述微推力架精度测量装置安装于所述微推力架上；

S2：利用所述微推力架的标定系统进行标定，得到标定系数；

S3：在所述微推力架精度测量装置的砝码盘中加入砝码，模拟推力器产生推力；

S4：利用得到的标定系数，对所述微推力架精度测量装置产生的推力进行测量，得到利用所述微推力架测得的推力；

S5：将利用所述微推力架测得的推力与所述微推力架精度测量装置产生的推力进行比较，得到所述微推力架的测量精度。

本发明提供的上述微推力架精度测量装置及测量方法，在微推力架的定架上固定一定架加长架，在定架加长架上固定第一测量支架，在第一测量支架上固定一定滑轮，缠绕于定滑轮圆周上的绳索的两端分别接砝码盘和微推力架的动架，通过在砝码盘中加入已知质量的砝码对动架提供一个已知的推力，利用微推力架对砝码盘提供的已知推力进行测量，通过比较微推力架测量得到的推力与砝码盘提供的已知推力的大小，可以确定微推力架的测量精度，由于预知微推力架的测量精度，因此，可以避免由于微推力架的测量精度较低导致推力的测量误差较大致使在后续设计中产生更为严重的不良影响的问题；本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置，结构简单，使用方便，具有极高的普适性，可用于各种类型的微推力架上测量微推力架的测量精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的微推力架精度测量装置的结构示意图；

图2为图1中虚线框部分的放大图；

图3为本发明实施例提供的微推力架精度测量方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本申请。

本发明实施例提供的一种微推力架精度测量装置，如图1所示，包括：

定架加长架1，位于微推力架的定架2的延伸方向上与定架2固定连接，与微推力架的动架3相对设置；

第一测量支架4，在预定位置与定架加长架1固定连接，顶部具有凹槽；

如图2所示，图2为图1中虚线框部分的放大图，定滑轮5，位于第一测量支架4的凹槽内，中心轴固定于第一测量支架4上；

砝码盘6，与缠绕于定滑轮5的圆周上的绳索7的一端固定连接；绳索7的另一端与动架3固定连接；

通过在砝码盘6内加入砝码，模拟推力器对动架3产生推力。

本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置，可直接安装在微推力架上，在微推力架的定架上固定一定架加长架，在定架加长架上固定第一测量支架，在第一测量支架上固定一定滑轮，缠绕于定滑轮圆周上的绳索的两端分别接砝码盘和微推力架的动架，通过在砝码盘中加入已知质量的砝码对动架提供一个已知的推力，利用微推力架对砝码盘提供的已知推力进行测量，通过比较微推力架测量得到的推力与砝码盘提供的已知推力的大小，可以确定微推力架的测量精度，由于预知微推力架的测量精度，因此，可以避免由于微推力架的测量精度较低导致推力的测量误差较大致使在后续设计中产生更为严重的不良影响的问题；本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置，结构简单，使用方便，具有极高的普适性，可用于各种类型的微推力架上测量微推力架的测量精度。

需要说明的是，在本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置中，第一测量支架在预定位置与定架加长架固定连接，这样设计的目的是使砝码盘位于原本放置推力器的位置，以使砝码盘提供的推力能够尽可能地模拟推力器产生的推力，从而可以提高本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置对微推力架精度的测量的准确性。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置中，如图1所示，定架加长架1为U型架，包括：与定架2的延伸方向平行设置且顶端分别与定架2的两个侧面固定连接的两根支撑条8、与每根支撑条8垂直设置且与每根支撑条8的末端固定连接的滑动轨道9；第一测量支架4，在滑动轨道9上滑动至预定位置与滑动轨道9固定连接，与滑动轨道9所在平面垂直设置，位于滑动轨道9面向动架3的一侧；微推力架对不同类型的推力器进行测量时，推力器的放置位置并不相同，需要根据推力器的重量和中心位置调节推力器的位置，而第一测量支架4的预定位置的选择需要保证砝码盘6尽量位于原本放置推力器的位置，因此，针对不同类型的推力器，第一测量支架4的预定位置不同，通过第一测量支架4在滑动轨道9上滑动，可以实现对第一测量支架4的位置进行调节，使第一测量支架4在预定位置上与滑动轨道9固定连接。

当然，在本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置中，第一测量支架位置的调节，并非局限于通过如图1所示的第一测量支架在滑动轨道上滑动这一种结构来实现，还可以为能够改变第一测量支架位置的其他结构，例如，可以在定架加长架上设置多个利用螺栓和螺母固定第一测量支架的通孔，通过在不同位置的通孔处固定第一测量支架，也可以实现对第一测量支架位置的调节，在此不做限定。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置中，每根支撑条的顶端可以通过螺栓和螺母与定架的侧面固定连接。当然，两根支撑条与定架之间的固定连接并非局限于螺栓和螺母这一种连接结构，还可以为能够起到固定连接作用的其他连接结构，在此不做限定。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置中，滑动轨道可以通过螺栓和螺母与每根支撑条的末端固定连接。当然，滑动轨道与两根支撑条之间的固定连接并非局限于螺栓和螺母这一种连接结构，还可以为能够起到固定连接作用的其他连接结构，在此不做限定。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置中，第一测量支架通过螺栓和螺母与滑动轨道固定连接。当然，第一测量支架与滑动轨道之间的固定连接并非局限于螺栓和螺母这一种连接结构，还可以为能够起到固定连接作用的其他连接结构，在此不做限定。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置中，如图2所示，穿过定滑轮5的中心轴的旋转轴10搭在第一测量支架4的顶部，这样，在砝码盘6中加入砝码后，砝码盘6由于重力作用向下运动，由于绳索7与定滑轮5之间的摩擦作用带动定滑轮5和旋转轴10绕中心轴转动，从而对微推力架的动架3产生推力，产生的推力F与加入的砝码的质量m之间满足F＝mg，其中，g为重力加速度，g＝9.8N/kg。较佳地，定滑轮5可以为微型无摩擦滑轮，即旋转轴10与第一测量支架4之间没有摩擦，这样，可以避免对砝码盘6模拟的推力产生影响而影响微推力架精度测量装置的测量精度。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置中，如图1所示，还可以包括：与动架3固定连接的第二测量支架11；第二测量支架11为L型支架；绳索7的另一端与第二测量支架11固定连接，且第二测量支架11绑定绳索7的位置与推力器的中心位置位于同一水平面，这样，可以使砝码盘6提供的推力能够最大程度地模拟推力器产生的推力，从而可以进一步提高本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置对微推力架精度的测量的准确性。

较佳地，在本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置中，可以在第二测量支架上绑定绳索的位置设置一挂钩，便于绑定绳索。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置中，第二测量支架可以通过螺栓和螺母与动架固定连接。当然，第二测量支架与动架之间的固定连接并非局限于螺栓和螺母这一种连接结构，还可以为能够起到固定连接作用的其他连接结构，在此不做限定。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种微推力架精度测量方法，如图3所示，包括如下步骤：

S1：将微推力架精度测量装置安装于微推力架上；

具体地，将微推力架精度测量装置的固定加长架固定在微推力架的定架上，将绳索的另一端直接固定在动架上或者将固定有绳索的第二测量支架固定在动架上即可；

S2：利用微推力架的标定系统进行标定，得到标定系数；

需要说明的是，在执行步骤S2之前，需要进行微推力架测量推力的准备工作，例如，将微推力架的反馈机构接入数据采集器和电源，将微推力架的位移传感器接入数据采集器和电源；

S3：在微推力架精度测量装置的砝码盘中加入砝码，模拟推力器产生推力；

S4：利用得到的标定系数，对微推力架精度测量装置产生的推力进行测量，得到利用微推力架测得的推力；

需要说明的是，步骤S4的执行，与现有的利用微推力架对推力器的推力的测量相同，在此不做赘述；

S5：将利用微推力架测得的推力与微推力架精度测量装置产生的推力进行比较，得到微推力架的测量精度；

具体地，利用微推力架测得的推力与微推力架精度测量装置产生的推力之间的差值，即为微推力架的测量精度，利用微推力架测得的推力与微推力架精度测量装置产生的推力之间的差值越小，微推力架的测量精度越高。

本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置及测量方法，在微推力架的定架上固定一定架加长架，在定架加长架上固定第一测量支架，在第一测量支架上固定一定滑轮，缠绕于定滑轮圆周上的绳索的两端分别接砝码盘和微推力架的动架，通过在砝码盘中加入已知质量的砝码对动架提供一个已知的推力，利用微推力架对砝码盘提供的已知推力进行测量，通过比较微推力架测量得到的推力与砝码盘提供的已知推力的大小，可以确定微推力架的测量精度，由于预知微推力架的测量精度，因此，可以避免由于微推力架的测量精度较低导致推力的测量误差较大致使在后续设计中产生更为严重的不良影响的问题；本发明实施例提供的上述微推力架精度测量装置，结构简单，使用方便，具有极高的普适性，可用于各种类型的微推力架上测量微推力架的测量精度。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种微推力架精度测量装置的测量方法，其特征在于，所述微推力架精度测量装置包括：

定架加长架，位于所述微推力架的定架的延伸方向上与所述定架固定连接，与所述微推力架的动架相对设置；

第一测量支架，在预定位置与所述定架加长架固定连接，顶部具有凹槽；

定滑轮，位于所述第一测量支架的凹槽内，中心轴固定于所述第一测量支架上；

砝码盘，与缠绕于所述定滑轮的圆周上的绳索的一端固定连接；所述绳索的另一端与所述动架固定连接；

通过在所述砝码盘内加入砝码，模拟推力器对所述动架产生推力；

所述测量方法，包括如下步骤：

S1：将所述微推力架精度测量装置安装于所述微推力架上；

S2：利用所述微推力架的标定系统进行标定，得到标定系数；

S3：在所述微推力架精度测量装置的砝码盘中加入砝码，模拟推力器产生推力；

S4：利用得到的标定系数，对所述微推力架精度测量装置产生的推力进行测量，得到利用所述微推力架测得的推力；

S5：将利用所述微推力架测得的推力与所述微推力架精度测量装置产生的推力进行比较，得到所述微推力架的测量精度。

2.如权利要求1所述的微推力架精度测量装置的测量方法，其特征在于，所述定架加长架为U型架，包括：与所述定架的延伸方向平行设置且顶端分别与所述定架的两个侧面固定连接的两根支撑条、与每根所述支撑条垂直设置且与每根所述支撑条的末端固定连接的滑动轨道；

所述第一测量支架，在所述滑动轨道上滑动至所述预定位置与所述滑动轨道固定连接，与所述滑动轨道所在平面垂直设置，位于所述滑动轨道面向所述动架的一侧。

3.如权利要求2所述的微推力架精度测量装置的测量方法，其特征在于，每根所述支撑条的顶端通过螺栓和螺母与所述定架的侧面固定连接。

4.如权利要求2所述的微推力架精度测量装置的测量方法，其特征在于，所述滑动轨道通过螺栓和螺母与每根所述支撑条的末端固定连接。

5.如权利要求2所述的微推力架精度测量装置的测量方法，其特征在于，所述第一测量支架通过螺栓和螺母与所述滑动轨道固定连接。

6.如权利要求1-5任一项所述的微推力架精度测量装置的测量方法，其特征在于，穿过所述定滑轮的中心轴的旋转轴搭在所述第一测量支架的顶部。

7.如权利要求1-5任一项所述的微推力架精度测量装置的测量方法，其特征在于，还包括：与所述动架固定连接的第二测量支架；所述第二测量支架为L型支架；

所述绳索的另一端与所述第二测量支架固定连接，且所述第二测量支架绑定所述绳索的位置与推力器的中心位置位于同一水平面。

8.如权利要求7所述的微推力架精度测量装置的测量方法，其特征在于，所述第二测量支架通过螺栓和螺母与所述动架固定连接。

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