[发明专利]一种电推力器推力流量电流联测装置及方法

说明书

本发明提供了一种电推力器推力流量电流联测装置及方法，包括电子天平、下屏蔽板、天平称量盘、推力台、侧屏蔽板、前屏蔽板、电荷收集板和升降支架，所述下屏蔽板在中心设有下屏蔽板中心孔，所述推力台在下方设有推力台支脚，所述侧屏蔽板在后方设有升降支架通道，所述下屏蔽板放置于电子天平上方，所述天平称量盘通过下屏蔽板中心孔与电子天平连接，所述侧屏蔽板是一个三面结构，与前屏蔽板一起组成四面封闭体，所述电荷收集板通过绝缘连接器与侧屏蔽板相连，所述升降支架通过升降支架通道与升降器连接。本发明实现了在不破坏真空测试环境的前提下，同时测量电推力器的推力、流量和电流，还能够修正电推力器在真空中的自然质量挥发造成的流量误差。本发明简化了电推力器性能测试流程，降低了测试难度，提高了测试准确性。

技术领域

本发明属于航天推进领域，涉及一种电推力器推力流量电流联测装置及方法。

背景技术

通过带电粒子束流产生推力的电推力器是航天推进领域常用的一种推力器，具有优良的推进性能，广泛用于航天器轨道机动和姿态控制等。此类推力器，具有推力量级小、推进剂质量流量小和比冲高等特点。其中，比冲是指单位重量推进剂所产生的冲量，是衡量电推力器推进性能十分重量的参数，比冲可以通过测量推进剂质量流量和推力从而计算得到。电流是电推力器工作中进行功率衡量的重量参数。电推力器的多项性能参数需依赖推力、流量和电流的测量，甚至要求三者的同时测量结果。综上，电推力器的推力、流量和电流的测定是评价电推力器性能的必然要求。

由于对电推力器而言，其推力、流量都十分微小，测试困难。电推力器的测试通常需要在真空环境下进行，在现有的技术中，电推力器的推力、流量和电流往往只能分别测量，且测试设备复杂，流程繁琐，操作困难。比如对于电推力器推力的测量，常通过扭摆或类似形式进行，需要进行系统配重等操作，对测试环境和操作敏感，也不能在测量推力的同时测量流量。因此，对于比冲性能，往往需要解除真空环境，称量电推力器工作前后质量变化来计算工作期间的流量，从而计算电推力器的比冲。这种方法不仅需要破坏真空环境，费时费力，还无法计入在电推力器工作过程中系统自然挥发的质量，造成流量数值偏高，比冲计算不准。为能够同时对电推力器推力、流量和电流进行测量，同时简化测试流程，提高测试准确性，本发明提出一种电推力器推力流量电流联测装置及方法。

发明内容

要解决的技术问题

为了解决电推力器推力、流量和电流难以同时测量，电推力器流量测试不准的问题，本发明提供了一种电推力器推力流量电流联测装置及方法。本发明能够实现推力、流量和电流三个关键量的同时测量，其中流量为时间平均结果且考虑了电推力器在真空中的自然质量挥发，从而简化电推力器的测试过程，提高电推力器的测试精度，获得推力、流量和电流同时测量结果。

技术方案

一种电推力器推力流量电流联测装置，包括电子天平(1)、下屏蔽板(2)、天平称量盘(4)、推力台(5)、侧屏蔽板(7)、前屏蔽板(9)、电荷收集板(11)和升降支架(12)，所述下屏蔽板(2)在中心设有下屏蔽板中心孔(3)，所述推力台(5)在下方设有推力台支脚(6)，所述侧屏蔽板(7)在后方设有升降支架通道(8)；

其中，所述下屏蔽板(2)放置于电子天平(1)上方，所述天平称量盘(4)通过下屏蔽板中心孔(3)与电子天平(1)连接；

其中，所述侧屏蔽板(7)是一个三面结构，与前屏蔽板(9)一起组成四面封闭体；

其中，所述电荷收集板(11)通过绝缘连接器(10)与侧屏蔽板(7)相连；

其中，所述升降支架(12)通过升降支架通道(8)与升降器(13)连接；

其中，所述升降支架(12)行程的上限足以使推力台(5)与天平称量盘(4)脱离接触，升降支架(12)行程的下限足以使推力台(5)与升降支架(12)脱离接触。