[发明专利]一种中心加载的大尺寸单向力压电传感器

说明书

本发明专利公开了一种中心加载的大尺寸单向力压电传感器，具体涉及传感与测控的技术领域。一种中心加载的大尺寸单向力压电传感器，包括上盖和与上盖可拆卸连接的下盖，所述上盖和下盖的中心均开有相互连通的插接孔，所述插接孔与刚性支杆相配合，所述上盖与下盖之间分布有多个压电晶盒，所述压电晶盒内部设有单元晶组，所述下盖上设有固定托盘，所述固定托盘可拆卸连接在刚性支杆上。采用本发明技术方案解决了现有的传感器无法满足特定试验条件下飞行器模型动态气动力测量需求的问题，可用于飞行器模型脉冲风洞测力。

技术领域

本发明涉及传感与测控的技术领域，特别涉及一种中心加载的大尺寸单向力压电传感器。

背景技术

飞行器研制都需要进行大量的风洞试验，获取飞行器的气动力载荷特性曲线，为飞行器的研制提供更加精确的试验数据。在进行风洞试验时，飞行器模型需要借助模型支撑系统支撑，并通过力传感器来测量风洞中飞行器模型所承受的气动力载荷。目前现有的风洞试验多采用内置传感器的测量方式，即在飞行器模型设计时，设计人员考虑将传感器安装在飞行器模型的内部。当前测量中所采用的力传感器多为应变式传感器，具有良好的静态特性，但是其固有频率通常较低，无法满足特定试验条件下飞行器模型动态气动力测量的应用需求。

发明内容

本发明意在提供一种中心加载的大尺寸单向力压电传感器，解决了现有的传感器无法满足特定试验条件下飞行器模型动态气动力测量需求的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种中心加载的大尺寸单向力压电传感器，包括上盖和与上盖可拆卸连接的下盖，所述上盖和下盖的中心均开有相互连通的插接孔，所述插接孔与刚性支杆相配合，所述上盖与下盖之间分布有多个压电晶盒，所述压电晶盒内部设有单元晶组，所述下盖上设有固定托盘，所述固定托盘可拆卸连接在刚性支杆上。

技术方案的原理及效果：在进行测量时，借助固定托盘将本传感器固定在刚性支杆上，而刚性支杆用于支撑飞行器模型，飞行器模型在测试过程中其所承受的气动力则通过刚性支杆传递至单元晶组上，从而借助压电晶盒和其内的单元晶组的数量来实现气动力测量范围的调节，便于满足飞行器模型不同的测量需求，提高了本传感器的应用范围。

进一步的，所有的所述单元晶组串联在一起。

通过上述设置，可增大本传感器的测量范围和灵敏度，并且也可随时根据测试的载荷大小来调节单元晶组的串联的数量，提高了试验的效率与准确性。

进一步的，所述单元晶组采用XY切型。

通过上述设置，使得本传感器可用于测量法向载荷。

进一步的，所述下盖上开有与压电晶盒相配合的凸台。

通过上述设置，可确保本传感器的受力区域在压电传感器晶盒上。

进一步的，所述插接孔的中心线与刚性支杆的中心轴重合。

通过上述设置，使得本装置可始终测量刚性支杆上的拉力，进一步提高了测量结果的准确性。

与现有技术相比，本方案的有益效果：

1、本方案采取多个单元晶组的布置方式，实现了对飞行器模型在风洞试验中所受空间六维力(六维力指飞行器模型所受到的轴向力、法向力、侧向力、滚转力矩、偏航力矩、俯仰力矩，分别对应沿x、y、z轴方向的力载荷，以及绕x、y、z轴方向的力矩载荷)的精确测量，具有测试精度高、方便调节和安装的优点，有效解决大质量、狭长形飞行器模型在风洞试验中干扰大，不易调节的难题；

2、本传感器直接与支撑飞行器模型的刚性支杆连接，无需将其安装在模型内部，极大的提高了设计与测试的灵活性，并且本传感器与刚性支杆采用同轴设计，也能直接测出支杆所受的拉力，不必受刚性支杆与模型连接角度不同带来的测试误差；