[发明专利]一种定翼机操纵力测试传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种定翼机操纵力测试传感器，属于飞行试验操纵力测试领域。

背景技术

现有的Y12系列机在进行操纵力测试时有两种方式：

1、测试传感器在驾驶盘、驾驶杆系统内加装，破坏系统内部结构，需要横向、纵向传感器各一个；

2、测试传感器在驾驶盘和驾驶杆之间加装，但是没有消除交联误差影响。

现有测试方法的缺点是：

1、系统内改装后传感器和驾驶盘、驾驶杆成了一个整体，试验过程中出现故障排查难度增加，检查、维护时相对复杂；

2、操纵力传感器设计中理想状态下纵横向无交联影响，但由于驾驶盘着力点在两个手柄上的T点，其结构和使用安装位置特殊，导致当施加横向操纵力时，相应的给纵向应变梁施加了一定的附加力，而且随操纵力的变化而变化，从而横向操纵力对纵向输出带来一定的交联误差。经对历年操纵力传感器输出分析得知，传感器横向对纵向输出交联影响最大约为2%。

发明内容

本发明要解决的技术问题：传统飞行试验中，操纵力测试传感器的拆装测试困难问题；交联误差存在于每一型号的操纵力传感器，给设计工作和测量精度带来很大困难，而且因为其特殊的结构和安装位置，很难从结构上减小该误差。在传感器设计中，将解决问题的出发点由结构转移到硬件电路来，采用反馈技术改进了信号放大电路，消除交联误差在飞行试验中操纵力传感器对数据的影响。

本发明的技术方案：一种定翼机操纵力测试传感器，包括转接轴、传感器模块，其中，转接轴后部为圆形轴，前部为方形轴；传感器模块包括下安装座、底座、限位装置、弹性元件、上安装座以及连接在弹性元件上的电阻应变计、其中，下安装座为三角形法兰结构，弹性元件为共圆心的环形结构，环形结构之间分布着横向应变梁和纵向应变梁，两组电阻应变计分布在横向应变梁和纵向应变梁上，用来测试弹性元件的应力变化，测试信号线连接在电阻应变计的 尾部，将电阻应变计的信号输出至航空插头并送到操纵力变换电路上，操纵力变换电路一方面为应变电桥提供工作电源，另一方面对电桥输出信号进行整理、放大，输出0V～5V DC标准电压信号；底座为圆形盘状结构，弹性元件中心设有方孔，套于转接轴的方轴上并与下安装座和底座固定连接；上安装座为圆形结构，上部为一体加工的突起三角形法兰结构，与弹性元件连接，另一端与驾驶盘接触。

所述的弹性元件作为盘力传感器的敏感元件，设计为圆盘式结构，分布横向应变梁和纵向应变梁两组应变梁，用于感受驾驶盘操纵力的变化；使用中操纵力的变化引起应变梁弯曲变形产生应力，粘贴在应变梁上的电阻应变计感受应力变化；横向应变梁和纵向应变梁均设计为等截面悬臂梁式结构，且互成90°，电阻应变计通过测试信号线与航空插头将信号传送到操纵力变换电路上。

所述的电阻应变片计分布于弹性元件的横向应变梁和纵向应变梁上，每个方向各一组应变计，组成惠斯通电桥感受应力变化，在电压源激励下转换成电信号输出。

所述的操纵力变换电路采用反馈技术改进了信号放大电路，有效地减小了交联误差。

本发明的有益效果：传感器在驾驶盘下加装，与驾驶盘轴刚性连接，可有效进行力的传递，操作中可准确测量操纵力的大小，且相对力值较小，易于保证结构强度，便于检查、维护、排故。通过试验验证，有效地减小了交联误差，传感器测量精度高、可靠性高，提高了试验数据精度。

附图说明

图1为本发明的结构主视图，其中，3为传感器模块、4为底座、5为限位装置、6为弹性元件、7为上安装座。

图2为本发明的弹性元件正视图，其中，8为电阻应变计、9为横向应变梁、10为纵向应变梁，11为测试信号线。

图3为本发明的操纵力变换电路的结构简图，其中，12为横向应变电路、13为纵向应变电路、14为仪表放大电路、15为线性放大电路、16为滤波输出电路、17为精密整流电路、18为27VDC+、19为27VDC-、20为整流、滤波电路、21为DC-DC 转换电路、22为桥压激励、23为信号输出。

图4为本发明的安装结构图，其中，1为转接轴、2为传感器模块、24为驾驶杆、25为驾驶盘、26为固定螺母、27为测试信号线。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明的安装及工作方式进行描述。

如图1所示：传感器由下安装座3、底座4、限位装置5、弹性元件6、上安装座7组成。