CN115585918A - 燃气舵负载力矩的测试方法及应变标校系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种燃气舵应变标校系统，包括：燃气舵系统模拟装置、应变片以及应变采集装置以及负载模拟装置，通过应变标校系统进行应变片标校试验，在负载模拟装置向燃气舵系统模拟装置提供扭矩，检测粘贴在燃气舵模拟装置中上的应变片随扭矩变化的第一应变值的变化，计算第一应变值与扭矩的函数关系，提供一种燃气舵负载力矩的测试方法，将燃气舵面替换燃气舵系统模拟装置中的扭矩加载杆，进行发动机热试车试验，采集应变片的第二应变值随时间的变化，利用第一应变值与扭矩的函数关系，计算得出燃气舵负载力矩。

Description

燃气舵负载力矩的测试方法及应变标校系统

技术领域

本申请涉及测量技术领域，尤其涉及一种燃气舵负载力矩的测试方法及燃气舵应变标校系统。

背景技术

在发动机喷流作用下，燃气舵在产生较大铰链力矩的同时，其操纵机构在运动过程中不可避免地会产生一定的摩擦力矩，因此燃气舵伺服机构需要在克服负载力矩(包括铰链力矩和摩擦力矩)的同时，带动燃气舵按照指令运动。然而，目前伺服机构的负载力矩要求通常按照燃气舵最大铰链力矩值确定，未考虑操纵机构产生的摩擦力矩，这就导致负载力矩值偏保守，可能导致设计的伺服机构无法产生足够的驱动力带动燃气舵运动，进而导致发射失败。

目前，在试验室条件下通过静/热试验可以获得燃气舵系统在力/热载荷作用下的负载力矩，但是与燃气舵实际工作条件相比，无法在试验室中模拟发动机喷流条件，所以需要通过搭载发动机热试车试验才可以获得准确的燃气舵负载力矩。在搭载发动机热试车试验测试负载力矩时，可以在燃气舵操纵机构处布置力学传感器，直接获取伺服机构的输出力，但是这种方式需要改变系统原有尺寸为安装传感器提供空间。同时，搭载发动机测试的经费较高且试验准备时间较长。因此，如果不充分论证负载力矩测试方法，不仅影响测试周期而且影响测试结果。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种燃气舵负载力矩的测试方法及燃气舵应变标校系统，通过对试验步骤、试验流程、试验工艺、数据处理等方面的规范化，确保测得的实验数据真实可靠，为燃气舵伺服机构设计提供依据。

基于上述目的，本申请提供了一种燃气舵负载力矩的测试方法及燃气舵应变标校系统。

第一方面，本申请提供了一种燃气舵负载力矩的测试方法，所述方法包括：

在操纵杆上粘贴应变片，并组装燃气舵系统模拟装置；

组装燃气舵应变标校系统，伺服机构加电，伺服机构的推杆保持在零位状态，向扭矩加载杆逐级提供扭矩；

采集所述应变片随加载时间变化的第一应变值，计算第一应变值与扭矩之间的函数关系；

将燃气舵面代替所述扭矩加载杆，组装燃气舵系统，并将燃气舵系统安装在试车台上，安装发动机，其中所述燃气舵面布置在发动机尾喷管；

连接总控室，所述试车台总控室包括点燃气舵控制系统、点火控制系统、伺服机构测控装置和数据采集系统，所述燃气舵控制系统向燃气舵发送燃气舵指令，所述点火控制系统控制发动机点火，并向所述伺服机构测控装置和数据采集系统发送统一时标信号，所述伺服机构测控装置用于向伺服机构发送偏转指令并接收反馈信号，并用于保存所述偏转指令和所述反馈信号，所述数据采集系统采集所述应变片的第二应变值；

其中所述伺服机构测控装置向所述伺服机构发送偏转指令，所述伺服机构加电且所述伺服机构的推杆按照所述偏转指令运动，克服所述燃气舵面的铰链力矩；

保存所述第二应变值以及所述偏转指令以及反馈信号，根据所述第一应变值与扭矩函数，同时利用第二应变值，计算燃气舵负载力矩。

可选的，所述在操纵杆上粘贴应变片，并组装燃气舵系统模拟装置，包括：

确定应变片的粘贴位置，在操纵杆上粘贴4个应变片，采用半桥搭接方式采集应变片的应变值；

打磨清洗所述操纵杆，增加表面粗糙度并去除表面氧化物，使所述操纵杆表面呈现与所述应变片粘贴方向呈45°的条纹；

利用划针在所述操纵杆上标出痕迹作为所述应变片定位标记，利用中温胶将所述应变片粘贴在所述定位标记上；

对应变片裸露部分进行防护，组装燃气舵系统模拟装置。

可选的，所述向扭矩加载杆逐级提供扭矩，包括：

向扭矩加载杆加载扭矩从0N*m开始，以-20N*m为一个加载台阶，负向加载至-160N*m，加载扭矩回零，以+20N*m为一个加载台阶，正向加载至+160N*m；其中所述扭矩在每个加载台阶的保持时间为5s。

可选的，所述采集所述应变片随加载时间变化的第一应变值，计算第一应变值与扭矩之间的函数关系，包括：

采集每一个操纵杆上的4个所述应变片上的第一应变值，并计算4个第一应变值的第一应变均值，利用所述第一应变均值与所述扭矩进行线性拟合，得到所述第一应变均值与扭矩之间的比例函数。

可选的，所述点火控制系统向所述伺服机构测控装置和数据采集系统发送统一时标信号，包括：

所述伺服机构测控装置和所述数据采集系统将所述统一时标信号确定为时间零点，将燃气舵指令完成时间确定为时间终点，所述数据采集系统从所述时间零点开始采集所述应变片的第二应变值，从所述时间终点结束采集所述应变片的第二应变值；

所述伺服机构测控系统从所述时间零点开始保存所述偏转指令和所述反馈信号，从所述时间终点停止保存所述偏转指令和所述反馈信号。

可选的，所述统一时标信号在发动机点火指令发出时刻，信号电平从0V升高到设定触发电压；其中所述触发电压设定为10V。

可选的，响应于所述数据采集系统正常工作，判定所述第二应变值采集成功。

可选的，根据所述伺服机构测控装置保存的所述偏转指令和所述反馈信号，获得所述伺服机构的推杆的运动位移信息，进一步通过伺服机构空间几何关系推导出伺服机构的推杆输出推力的变化情况，确定所述伺服机构承受的负载力。

第二方面，本申请提供了一种燃气舵应变标校系统，包括：燃气舵系统模拟装置、应变片以及应变采集装置，所述燃气多系统模拟装置包括：伺服机构、操纵机构以及舱体；

舱体固定安装在试验台上，被配置为安装所述伺服机构及所述操纵机构提供支撑；

所述伺服机构固定设置在所述舱体内，其中所述伺服机构包括可以伸缩的推杆；

所述操纵机构与所述伺服机构的推杆活动连接；

所述操纵机构包括：支座、第一轴承、第二轴承、摇臂、扭矩加载杆和操纵杆，所述支座固定设置在所述舱体的顶端，所述支座为腔体结构，且位于所述伺服机构的上方，所述第一轴承的外圈固定在所述支座的第一表面，所述第二轴承的外圈固定在所述支座的第二表面，所述第一轴承与所述第二轴承同轴；所述扭矩加载杆贯穿所述第一轴承与所述第二轴承的内圈，且与第一轴承与第二轴承的内圈固定；所述摇臂设置在所述第一轴承与所述第二轴承之间，且所述摇臂通过螺尾锥销固定在所述扭矩加载杆上，所述操纵杆的第一端与所述摇臂活动连接，所述操纵杆的第二端与所述推杆的耳片转动连接；

所述操纵杆上粘贴有4个应变片，所述应变片与应变采集装置连接。

可选的，还包括负载模拟装置，四个所述负载模拟装置呈Ⅹ字型固定在试验台上，所述燃气舵系统模拟装置与所述负载模拟装置位置适配设置，所述负载模拟装置的输出端与所述扭矩加载杆通过螺栓固定连接，被配置为向所述扭矩加载杆提供扭矩。

从上面所述可以看出，本申请提供的一种燃气舵应变标校系统及燃气舵负载力矩的测试方法，具有如下有益效果：

通过燃气舵应变标校系统中的负载模拟装置提供的可控扭矩，进行应变片标校试验，从而能够有记录不同扭矩下应变片的应变值的变化，从而计算扭矩与应变值之间的函数关系，通过得到的函数关系，将燃气舵应变标校系统中的扭矩加载杆替换成燃气舵面，进行搭载发动机热试车试验，从而通过在搭载热试车试验中的应变片的应变值变化，有效计算燃气舵负载力矩的大小。

为了保证试验的准确性，应变片标校试验中，对每个操纵杆上的4个应变片的第一应变值取均值后再与扭矩进行线性拟合，充分论证应变值与扭矩之间的函数关系，再进行搭载发动机热试车试验，规范试验流程，避免直接利用力学传感器搭载发动机热试车试验测试燃气舵负载力矩，这种情况下，不但需要改变燃气舵热试车系统原有的尺寸为安装力学传感器提供空间，而且直接进行搭载发动机热试车试验经费较高且试验准备时间较长。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例燃气舵应变标校系统的示意图；

图2为本申请实施例的燃气舵系统模拟装置示意图；

图3为本申请实施例操纵机构示意图；

图4为本申请实施例操纵杆示意图；

图5a-5d为本申请实施例操纵杆的第一应变值与扭矩拟合曲线示意图；

图6为本申请实施例燃气舵负载力矩的测试方法流程图；

图7为本申请实施例燃气舵热试车试验示意图；

图8a-8d为本申请实施例操纵杆的负载力矩变化；

图9为本申请实施例燃气舵热试车试验中操纵机构运动关系示意图；

图10为本申请实施例燃气舵热试车实验中操纵机构受力分析图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1、图2、图3、图4所示，本申请提供一种燃气舵应变标校系统，包括：燃气舵系统模拟装置1、应变片2以及应变采集装置(图中未示出)，燃气多系统模拟装置包括：伺服机构11、操纵机构21以及舱体31；舱体31固定安装在试验台上，为操纵机构21以及伺服机构11的安装提供安装平台以及提供支撑，伺服机构11固定设置在舱体31内，其中伺服机构11包括可以伸缩的推杆12；操纵机构21与伺服机构11的推杆12活动连接，操纵机构21包括：支座211、第一轴承212、第二轴承213、摇臂214、扭矩加载杆215和操纵杆216，支座211固定设置在舱体31的顶端，支座211为腔体结构，且位于伺服机构11的上方，第一轴承212的外圈固定在支座211的第一表面，第二轴承213的外圈固定在支座211的第二表面，第一轴承212与第二轴承213同轴；扭矩加载杆215贯穿所属第一轴承212与第二轴承213的内圈，且与第一轴承212与第二轴承213的内圈固定；摇臂214设置在第一轴承212与第二轴承213之间，且摇臂214通过螺尾锥销固定在扭矩加载杆215上，操纵杆216的第一端与摇臂214活动连接，操纵杆216的第二端与推杆12的耳片转动连接；将支座211先通过螺栓固定在舱体31上，其中支座211是腔体结构，在支座211的相对两侧分别安装第一轴承212和第二轴承213，之后将扭矩加载杆215穿过第二轴承213的内圈、摇臂214和第二轴承213的内圈并于第一轴承212和第二轴承213的内圈固定连接，同时摇臂214通过螺尾锥销固定在扭矩加载杆215上，如此使扭矩加载杆215可以通过第一轴承212和第二轴承213转动，而操纵杆216的两端分别与摇臂214和推杆12转动连接，在此，需要说明的是，操纵杆216无论沿着与摇臂214连接的一端转动还是沿着与推杆12连接的一端转动，始终都是在同一个平面内转动。

在操纵杆216上粘贴4个应变片2，应变片2与应变采集装置电连接，之后向扭矩加载杆215施加扭矩值，操纵杆216上的应变片2的应变值发生变化，就可以计算扭矩与应变值之间的关系，而4个应变片2能够更加准确并减少单一应变片2的应变值带来的误差，粘贴4个应变片2提供4个应变值进行充分验证，而应变采集装置采集用于采集应变值。

包括负载模拟装置3，四个负载模拟装置3呈Ⅹ字型固定在试验台上，燃气舵系统模拟装置1与负载模拟装置3位置适配设置，负载模拟装置3的输出端与扭矩加载杆215通过螺栓固定连接，被配置为向扭矩加载杆215提供扭矩。为了获取准确的扭矩，提供负载模拟装置3来提供扭矩，同时在四个负载模拟装置3呈Ⅹ字型固定在试验台上，能够同时进行四组试验的进行，能够测量4个操纵杆216上16个应变片2的应变值随扭矩的变化，提供充分论证。

本申请的第二方面，如图6所示，提供一种燃气舵负载力矩的测试方法，包括一下步骤：

S1.在操纵杆上粘贴应变片，并组装燃气舵系统模拟装置；

S2.组装燃气舵应变标校系统，伺服机构加电，伺服机构的推杆保持在零位状态，向扭矩加载杆逐级提供扭矩；

S3.采集所述应变片随加载时间变化的第一应变值，计算第一应变值与扭矩值之间的比例函数；

S4.将燃气舵面代替所述扭矩加载杆，组装燃气舵系统，并将燃气舵系统安装在试车台上，安装发动机，其中所述燃气舵面布置在发动机尾喷管；

S5.连接总控室，所述试车台总控室包括点燃气舵控制系统、点火控制系统、伺服机构测控装置和数据采集系统，所述燃气舵控制系统向燃气舵发送燃气舵指令，所述点火控制系统控制发动机点火，并向所述伺服机构测控装置和数据采集系统发送统一时标信号，所述伺服机构测控装置用于向伺服机构发送偏转指令并接收反馈信号，并用于保存所述偏转指令和所述反馈信号，所述数据采集系统采集所述应变片的第二应变值；

其中所述伺服机构测控装置向所述伺服机构发送偏转指令，所述伺服机构加电且所述伺服机构的推杆按照所述偏转指令运动，克服所述燃气舵面的铰链力矩；

S6.保存所述第二应变值以及所述偏转指令以及反馈信号，根据所述第一应变值与扭矩函数，同时利用第二应变值，计算燃气舵负载力矩。

在步骤S1中，首先需要确定应变片的粘贴位置。在此，为了消除应变片粘贴位置以及人工操作对后续的应变值随扭矩变化的测试结果带来的不确定性，通过在操纵杆上粘贴多组应变片的方式来进行充分验证，在此，每个操纵杆上布置4个应变片，并且采用板桥搭接的方式，消除温度带来应变值测量不准确的影响。

在一些实施方式中，使用240目砂纸打磨操纵杆表面，增加表面的粗糙度并去除操纵杆表面的氧化物，然后使用100目砂纸打磨处理，打磨出与应变片的贴片方向呈45°的交叉条纹，打磨完毕之后，使用酒精或者丙酮清洗操纵杆的贴片位置以及，清除操纵杆表面沙粒和杂质。在此，打磨掉操纵杆表面的氧化物及一些有可能对应变片的应变值测量带来影响的杂质，使测量结果更加准确，同时利用砂纸打磨交叉条纹，能够使应变片粘贴更加牢固。

之后在操纵杆打磨清洗好的位置利用划针滑出定位标记，进而采用中温胶将应变片粘贴在操纵杆上。

对应变片裸露的位置进行防护，组装燃气舵系统模拟装置。为保证应变片正常工作，不受外界干扰，对已经粘贴好的应变片进行防护，在此可以利用G-704硅橡胶对应变片进行包覆防护，提高应变值的测试精度。准备就绪之后，组装燃气舵系统模拟装置。

在步骤S2中，组装燃气舵应变标校系统，根据负载模拟装置的安装位置，可以分别安装四组燃气舵系统模拟装置，从而能够对每个操纵杆上的4个应变片共计16个应变片进行应变值的采集，在此过程中，伺服机构加电，推杆保持在伺服机构的零位状态，负载模拟装置对扭矩加载杆施加扭矩，在一些实施方式中，扭矩从0N*m开始，以-20N*m为一个加载台阶，负载模拟装置向扭矩加载杆负向施加扭矩，一直加载至-160N*m，然后负载模拟装置施加的扭矩回零，再以+20N*m为一个加载台阶，正向加载至+160N*m，在此需要在每个加载台阶下保持5s的时间，以确保应变片的应变值稳定与测量的准确性，通过上述的扭矩逐级加载，可以直接从应变采集装置上得到各个应变片的应变值随加载时间的变化值。

在此，需要说明的是，在上述的测量应变值的试验中，需要确保四组操纵杆上的共计16个应变片的应变值可以正常采集，若有无法采集应变值的通路，则需要检查相应的应变片及连接线路，必要时重新焊接连接线路或重新粘贴新的应变片。

在步骤S3中，采集应变片随加载时间变化的第一应变值，计算第一应变值与扭矩之间的函数关系Y＝KX,其中，Y表示应变值，K表示系数，X表示扭矩，在此的第一应变值是指在负载模拟装置向扭矩加载杆施加扭矩，而应变片对应的应变值统称为第一应变值。

而在此，由于每根操纵杆上的4个应变片的位置不同，每个应变片的第一应变值测量值会有一定的差别，因此，在对第一应变值进行处理的时候，将没跟操纵杆上的4个第一应变值取均值之后再与扭矩进行线性拟合，得到4个操纵杆第一应变均值和扭矩之间的比例关系进行拟合，如图5a-图5d所示，分别代表四根操纵杆上的扭矩与第一应变均值之间的线性关系，通过数据拟合，得到四个操纵杆上第一应变均值与扭矩之间的函数关系为Y_i＝K_iX，其中Y_i表示第i个操纵杆的第一应变均值，X表示扭矩，K_i表示系数，i＝1，2，3，4。如下表1所示

操纵杆编号	拟合方程	系数	备注
				1	Y<sub>1</sub>＝1.8671X	0.9995	/
2	Y<sub>2</sub>＝1.7846X	1.0000	/
				3	Y<sub>3</sub>＝1.8734X	1.0000	/
4	Y<sub>4</sub>＝1.8590X	1.0000	/

表1

由表1可知，四根操纵杆的第一应变均值与扭矩之间的线性较高，同时确定其线性比例系数，为之后燃气舵热试车试验做准备。

在步骤S4中，将燃气舵面替换燃气舵应变标校系统中的扭矩加载杆，组装成燃气舵系统301。其中操纵杆及其粘贴的应变片保持上述的测量第一应变值的状态，将燃气舵系统301与上述的伺服机构、舱体等按照发动机305热试车试验的标准组装在试车间的试车台上。

在步骤S5中，如图7所示，连接总控室，在此，燃气舵控制系统以及点火控制系统302放在控制间，伺服机构测控装置303和数据采集系统304放在测试间，将伺服机构测控装置与伺服机构通过电缆连接，用于控制伺服机构按照偏转指令偏转，数据采集系统304与应变片通过数采引线连接，实时采集应变片的第二应变值，在此，由于发动机305热试车试验环境较为恶劣，为了避免电磁干扰以及发动机305喷流烧蚀，在数采引线上缠绕铜箔后再用石棉胶带进行缠绕防护，点火控制装置与发动机305连接，用于发送点火信号控制发动机305点火，同时，控制点或装置与伺服机构测控装置303、数据采集系统304连接，向伺服机构测控装置303和数据采集系统304发送10V电压的统一时标信号，需要说明的是，统一时标信号在点火控制装置发出点火指令的时刻，同时向伺服机构测控装置303和数据采集系统304发出统一时标信号，统一时标信号的电平从0V上升到触发电压10V时，伺服机构测控装置303和数据采集系统304开始进行工作，伺服机构加电，并按照伺服机构测控装置303的指令开始运动，燃气舵控制系统发送指令控制燃气舵面在发动机305喷流中按照指令偏转，而数据采集系统304在此采集应变片的第二应变值。

在此，发动机305热试车试验结束之后，检测数据采集系统304正常工作，应变数据正常采集，则判定第二应变值采集试验成功，保存第二应变值数据以及伺服机构测控系统的偏转指令和伺服机构向伺服机构测控系统的反馈信号。

在步骤S6中，将四根操纵杆共计16个第二应变值进行处理分析，在上述发动机305热试车试验中，将10V电压的统一时标信号作为时间零点，数据采集系统304以及伺服机构测控系统开始采集数据，向伺服机构发送偏转指令等，以完成燃气舵控制系统的燃气舵偏转指令的时间作为终点，停止采集数据，截取时间零点和时间终点之间的第二应变值数据用于后续分析。

将每根操纵杆上的4个第二应变值取均值后记为Y_i ^*，对应时间的燃气舵的负载力矩记为M_i，则Y_i ^*＝M_iK_i，即M_i＝Y_i ^*/K_i。通过计算，即可得到燃气舵负载力矩的准确结果。

如图8a-图8d所示，即为燃气舵负载力矩随时间变化的示意图。在此，燃气舵负载力矩测得准确结果，相比于相关技术中在发动机305热试车实验中，需要搭载力学传感器来测试燃气舵负载力矩的方法，在此并不需要改变发动机热试车试验中燃气舵系统的原有尺寸为安装力学传感器提供安装空间。

在一些实施方式中，在组装燃气舵系统后，操纵机构的空间关系中，伺服机构的推杆、操纵杆以及摇臂在同一平面内运动，参考图2、图3、图9，在图9中，以推杆的直线运动方向为x方向，其垂向为y方向，燃气舵的舵轴中心C沿x方向与y方向的交点为O点，在此建立坐标系x-O-y。推杆与操纵杆转动连接的铰接点位B，操纵杆长AB长度为L₁，摇臂BC长度为L₂，燃气舵的舵轴中心C与O点的距离为L₃，定义A点为操纵机构的零点，A_l与A_r为推杆相对A点分别向左右运动的位置，燃气舵的舵轴中心C与推杆运动直线方向的距离为a，推杆的直线位移以S(t)表示，可以通过伺服机构向伺服机构测控系统的反馈信号获得，操纵杆与推杆运动方向之间的夹角用θ₁表示。

通过图9中的集合关系可以得到θ₁的表达式：

其中

则θ₁为：

在图10中，F₁为操纵杆轴向力，F₂和F₃分别为摇臂收到的切向力和轴向力。

操纵杆受力与伺服机构推杆推力F_t之间的关系为：

F₁＝F_t×cosθ₁ (3)

在上述的第一应变值采集试验中，对C点提供一个扭矩值，而操纵机构始终处于图9中ABC这一状态；通过几何关系可以得到扭矩与操纵杆受力之间的关系：

M＝F₁×a (4)

在逐级增加扭矩过程中，操纵杆只承受拉压应力，则操纵杆受力与第一应变值之间的关系为：

F₁＝p·Y (5)

式(5)中，p为比例系数。通过公式(5)和公式(6)，可以得到比例系数：

p＝M/(a·Y)＝1/(K·d) (6)

在搭载发动机热试车试验进行第二应变值的测试时，得到的第二应变值记为Y₁ ^*,则操纵杆受力F₁ ^*为：

F₁ ^*＝p·Y₁ ^* (7)

则在操纵机构运动时，推杆推力为：

F_t ^*＝F₁ ^*/cosθ₁ (8)

结合公式(2)、公式(6)和公式(7)，公式(8)进一步表示为：

通过公式(9)可知，通过10V的统一时标信号确定时间零点，并根据伺服机构的反馈信号获得推杆运动位移以及完成第二应变值与燃气舵负载力矩的数据处理后，可以得到伺服机构的推杆输出推力变化情况。通过输出据推力变化情况，为燃气舵伺服机构的设计提供依据。

本申请通过对试验步骤、试验流程、实验工艺、数据处理等各方面更加规范，使燃气舵负载力矩的测试更加准确。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本申请实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本申请实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本申请的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本申请的具体实施例对本申请进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃气舵负载力矩的测试方法，其特征在于，所述方法包括：

在操纵杆上粘贴应变片，并组装燃气舵系统模拟装置；

组装燃气舵应变标校系统，伺服机构加电，伺服机构的推杆保持在零位状态，向扭矩加载杆逐级提供扭矩；

采集所述应变片随加载时间变化的第一应变值，计算第一应变值与扭矩之间的函数关系；

将燃气舵面代替所述扭矩加载杆，组装燃气舵系统，并将燃气舵系统安装在试车台上，安装发动机，其中所述燃气舵面布置在发动机尾喷管；

连接总控室，所述试车台总控室包括点燃气舵控制系统、点火控制系统、伺服机构测控装置和数据采集系统，所述燃气舵控制系统向燃气舵发送燃气舵指令，所述点火控制系统控制发动机点火，并向所述伺服机构测控装置和数据采集系统发送统一时标信号，所述伺服机构测控装置用于向伺服机构发送偏转指令并接收反馈信号，并用于保存所述偏转指令和所述反馈信号，所述数据采集系统采集所述应变片的第二应变值；

其中所述伺服机构测控装置向所述伺服机构发送偏转指令，所述伺服机构加电且所述伺服机构的推杆按照所述偏转指令运动，克服所述燃气舵负载力矩；

保存所述第二应变值、所述偏转指令以及所述反馈信号，根据所述第一应变值与扭矩的函数关系，同时利用第二应变值，计算燃气舵负载力矩。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在操纵杆上粘贴应变片，并组装燃气舵系统模拟装置，包括：

确定应变片的粘贴位置，在操纵杆上粘贴4个应变片，采用半桥搭接方式采集应变片的应变值；

打磨清洗所述操纵杆，增加表面粗糙度并去除表面氧化物，使所述操纵杆表面呈现与所述应变片粘贴方向呈45°的条纹；

利用划针在所述操纵杆上标出痕迹作为所述应变片定位标记，利用中温胶将所述应变片粘贴在所述定位标记上；

对应变片裸露部分进行防护，组装燃气舵系统模拟装置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向扭矩加载杆逐级提供扭矩，包括：

向扭矩加载杆加载扭矩从0N*m开始，以-20N*m为一个加载台阶，负向加载至-160N*m，加载扭矩回零，以+20N*m为一个加载台阶，正向加载至+160N*m；其中所述扭矩在每个加载台阶的保持时间为5s。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采集所述应变片随加载时间变化的第一应变值，计算第一应变值与扭矩之间的函数关系，包括：

采集每一个操纵杆上的4个所述应变片上的第一应变值，并计算4个第一应变值的第一应变均值，利用所述第一应变均值与所述扭矩进行线性拟合，得到所述第一应变均值与扭矩之间的比例函数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述点火控制系统向所述伺服机构测控装置和数据采集系统发送统一时标信号，包括：

所述伺服机构测控装置和所述数据采集系统将所述统一时标信号确定为时间零点，将燃气舵指令完成时间确定为时间终点，所述数据采集系统从所述时间零点开始采集所述应变片的第二应变值，从所述时间终点结束采集所述应变片的第二应变值；

所述伺服机构测控系统从所述时间零点开始保存所述偏转指令和所述反馈信号，从所述时间终点停止保存所述偏转指令和所述反馈信号。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述统一时标信号在发动机点火指令发出时刻，信号电平从0V升高到设定触发电压；其中所述触发电压设定为10V。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，响应于所述数据采集系统正常工作，判定所述第二应变值采集成功。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述伺服机构测控装置保存的所述偏转指令和所述反馈信号，获得所述伺服机构的推杆的运动位移信息，进一步通过伺服机构空间几何关系推导出伺服机构的推杆输出推力的变化情况，确定所述伺服机构承受的负载力。

9.一种燃气舵应变标校系统，其特征在于，包括：燃气舵系统模拟装置、应变片以及应变采集装置，所述燃气多系统模拟装置包括：伺服机构、操纵机构以及舱体；

舱体固定安装在试验台上，被配置为安装所述伺服机构及所述操纵机构提供支撑；

所述伺服机构固定设置在所述舱体内，其中所述伺服机构包括可以伸缩的推杆；

所述操纵机构与所述伺服机构的推杆活动连接；

所述操纵机构包括：支座、第一轴承、第二轴承、摇臂、扭矩加载杆和操纵杆，所述支座固定设置在所述舱体的顶端，所述支座为腔体结构，且位于所述伺服机构的上方，所述第一轴承的外圈固定在所述支座的第一表面，所述第二轴承的外圈固定在所述支座的第二表面，所述第一轴承与所述第二轴承同轴；所述扭矩加载杆贯穿所述第一轴承与所述第二轴承的内圈，且与第一轴承与第二轴承的内圈固定；所述摇臂设置在所述第一轴承与所述第二轴承之间，且所述摇臂通过螺尾锥销固定在所述扭矩加载杆上，所述操纵杆的第一端与所述摇臂活动连接，所述操纵杆的第二端与所述推杆的耳片转动连接；

所述操纵杆上粘贴有4个应变片，所述应变片与应变采集装置连接。

10.根据权利要求9所述的燃气舵应变标校系统，其特征在于，还包括负载模拟装置，四个所述负载模拟装置呈Ⅹ字型固定在试验台上，所述燃气舵系统模拟装置与所述负载模拟装置位置适配设置，所述负载模拟装置的输出端与所述扭矩加载杆通过螺栓固定连接，被配置为向所述扭矩加载杆提供扭矩。

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