[发明专利]高精度电磁力的产生装置和产生方法以及误差削减方法

说明书

本申请公开了一种高精度电磁力产生装置，所述装置包括电磁线圈、永磁铁和位置控制机构；其中，所述位置控制机构与所述电磁线圈连接，用于调节所述电磁线圈的位置和角度，所述电磁线圈通过所述位置控制机构悬于所述永磁铁上方。本申请还公开了使用所述装置产生高精度电磁力的方法以及误差削减的方法。

技术领域

本申请涉及一种高精度电磁力的产生装置和产生方法以及误差削减方法，属于航天器领域。

背景技术

星载推力器的推力或冲量测量通常采用扭摆、吊摆等直接测量系统进行地面测量。测量系统标定直接决定测量系统的精度，标定可以标定测量系统的系统参数、输入和输出关系。在标定技术中，高精度的标定力产生至关重要。如何产生高精度的标定力，尤其是如何标定力的误差评定是亟待解决的技术问题，也是推力或冲量测量精度评定的重要依据。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种高精度电磁力产生装置，所述装置包括电磁线圈、永磁铁和位置控制机构；

其中，所述位置控制机构与所述电磁线圈连接，用于调节所述电磁线圈的位置和角度，所述电磁线圈通过所述位置控制机构悬于所述永磁铁上方。

优选地，所述位置控制机构包括三个位移调节单元，和两个角度调节单元；

其中，所述三个位移调节单元用于从三个空间维度上调节所述电磁线圈的前后、左右和高低位移；所述两个角度调节单元用于调节所述电磁线圈的偏角和仰角。

根据本发明的另一方面提供一种产生高精度电磁力的方法，所述方法包括以下步骤：

1)将权利要求1或2所述的高精度电磁力产生装置安装在测力装置上，其中，将所述永磁铁安装在测力装置的感应部；

2)通过位置控制机构对所述电磁线圈进行角度调平和位移纠偏；

3)改变所述永磁铁与所述电磁线圈的间距，当电磁力最大时间距设定为所述永磁铁与所述电磁线圈的间距。

优选地，所述步骤2)中，所述角度调平的具体步骤如下：

逐渐调节所述电磁线圈的角度，使测量得到的电磁力逐渐减小，到达第一位置，记录电磁力大小；其次，从第一位置开始反向调节偏角，测量得到的电磁力逐渐增大，之后又逐渐减小，当出现与第一位置电磁力相等时，到达第二位置，记录从第一位置到达第二位置的转角α；最后，从第二位置再反向旋转α/2，达到第三位置，实现角度调平。

优选地，所述角度调平包括偏角调平和仰角调平，所述偏角调平和仰角调平的具体步骤相同。

优选地，所述位移纠偏的具体步骤如下：

逐渐向一侧调节位移，使测量得到的电磁力逐渐增大，到达第一位移，记录电磁力大小；其次，从第一位移处开始向另一侧调节位移，测量得到的电磁力逐渐减小，之后又逐渐增大，当出现与第一位移电磁力相等时，到达第二位移，记录从第一位移到达第二位移的位移w；最后，从位置②再反向调节位移w/2，达到第三位移，实现位移纠偏。

优选地，所述位移纠偏包括前后纠偏和左右纠偏，所述前后纠偏和所述左右纠偏的具体步骤相同。

根据本发明的另一个方面提供所述的高精度电磁力装置产生的电磁恒力进行误差削减的方法，其特征在于，所述方法包括：

a)给定电磁恒力相对误差；

b)采用电磁恒力测量方法确定有效包络区间，所述有效包络区间包括有效端面倾角、有效端面偏心和有效端面距离；其中：

所述有效端面倾角是满足电磁恒力误差小于所述步骤a)中给定的电磁恒力相对误差时，所述电磁线圈和所述永磁铁所在平面之间的倾角，包括偏角和仰角；