[发明专利]一种量程可调型测量发动机微小推力的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种力的测量设备，尤其涉及一种发动机微小推力的高精度测量装置，属于力测量技术领域。

背景技术

快速发展的微小卫星及其组网技术被广泛应用于数据通信、数据传输、地面环境监测、空间环境观测、导航定位、科学试验等众多领域。相对于中大型卫星，小卫星、微卫星和微型行星探测器对星上的推进系统质量、体积和效率提出了更高的要求，当进行卫星姿控、轨控和星座位置保持时，所需的推力非常小，达到mN或亚mN级，通过发动机工作喷射介质实现对小卫星的精确控制。而这些微小发动机工作过程的性能实验和标定是其执行卫星控制的基础，在性能实验中，推力和比冲是最重要的基本参数之一。推力的精确测量也是计算比冲的依据。微小推力测量过程也可以直观地给出发动机的压力、流量等参数变化引起的推力变化，为发动机的研制、设计及参数的选择提供必要的、有力的技术手段。

中国发明专利(ZL201010500521.5)公开了一种微小推力测量装置，可以测量发动机的微小推力。但是，此装置在现场测量中还存在一些问题和使用中的不方便，如：对测试人员的操作要求过高，搬运过程和发动机安装过程对测量系统造成影响，设备每次启动中零点变化过大等，在实际的测试过程中都需要进一步改进并提高设备的性能和操作简便性。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种量程可调型的测量发动机微小推力的装置，使其进一步降低由于连接的推进剂管道和导线等对测量系统零点和测量重复性的影响，从而有效提高测量精度和操作的简便性。对微小卫星用的姿态和轨道控制发动机的研究具有重要的意义，在小型发动机的推力测量和研究中具有很好的应用前景。

本发明提供的第一种技术方案如下：一种量程可调型测量发动机微小推力的装置，包括底座、第一推进剂贮箱、横梁、配重、发动机、推进剂管路、电控箱、力传感器、信号处理单元以及计算机；其特征在于：所述装置还含有阶梯支撑轴、竖梁、两个轴承和力传感器固定支架；所述的竖梁安装在底座上，两个轴承的外圈分别与安装在竖梁上的两个轴承座固定连接，两个轴承的内圈分别与阶梯支撑轴的两个轴承台阶配合面过盈配合；所述的阶梯支撑轴内设有推进剂流道，推进剂流道的进口通过推进剂管路与所述的推进剂贮箱相连通，推进剂流道的出口通过推进剂管路与发动机的推进剂进口相连；所述横梁垂直固定在阶梯支撑轴的法兰上，横梁绕阶梯支撑轴的中心转动；所述发动机和配重安装在横梁上，并分别位于阶梯支撑轴的两侧；所述的力传感器通过横梁触点与横梁接触，并与发动机设置在横梁的同一侧，该力传感器设置在力传感器固定支架上，力传感器固定支架与横梁在同一竖直面上，横梁触点与力传感器一起在力传感器固定支架上移动，并始终保持与横梁接触；发动机通过控制线路与电控箱相连；力传感器通过数据线与信号处理单元连接，信号处理单元通过数据线与计算机连接；力传感器采集的模拟信号经过信号处理单元处理后进入计算机进行处理。

本发明提供的第一种技术方案如下：一种量程可调型测量发动机微小推力的装置，包括底座、第一推进剂贮箱、横梁、配重、发动机、发动机支架、推进剂管路、电控箱、力传感器、信号处理单元以及计算机；其特征在于：所述装置还含有阶梯支撑轴、竖梁、两个轴承和力传感器固定支架；所述的竖梁安装在底座上，两个轴承的外圈分别与安装在竖梁上的两个轴承座固定连接，两个轴承的内圈分别与阶梯支撑轴的两个轴承台阶配合面过盈配合；所述的阶梯支撑轴内设有推进剂流道，推进剂流道的进口通过推进剂管路与所述的推进剂贮箱相连通，推进剂流道的出口通过推进剂管路与发动机的推进剂进口相连；所述横梁垂直固定在阶梯支撑轴的法兰上，横梁绕阶梯支撑轴的中心转动；所述发动机安装在发动机支架上，该发动机支架竖直固定在横梁上，配重安装在横梁上，发动机和配重分别位于阶梯支撑轴的两侧；所述的力传感器通过横梁触点与横梁接触，并与发动机设置在横梁的同一侧，该力传感器设置在力传感器固定支架上，力传感器固定支架与横梁在同一竖直面上，横梁触点与力传感器一起在力传感器固定支架上移动，并始终保持与横梁接触；发动机通过控制线路与电控箱相连；力传感器通过数据线与信号处理单元连接，信号处理单元通过数据线与计算机连接；力传感器采集的模拟信号经过信号处理单元处理后进入计算机进行处理。