[发明专利]一种基于重力矩的纳牛级弱力实时标定系统及方法

权利要求书

1.一种基于重力矩的纳牛级弱力实时标定系统，包括测试台框架(1)，其特征在于，还包括转轴(2)、摆臂(3)、位移/角度传感器(4)、标定臂(7)和标定物体(8)，

转轴(2)的固定部与测试台框架(1)固连，转轴(2)的活动部与摆臂(3)中部相连，摆臂(3)可绕转轴(2)在垂直平面内旋转，位移/角度传感器(4)测量摆臂(3)的偏转角度，摆臂(3)一端设置有待测微推进器(5)，标定臂(7)的中部与摆臂(3)的中部固连，标定臂(7)上设置有多个凹槽(10)，标定物体(8)通过悬丝与顶部环连接，顶部环挂于凹槽(10)内，还包括用于将顶部环挂于凹槽(10)内的微位移调节机构(9)。

2.一种基于重力矩的纳牛级弱力实时标定方法，利用上述权利要求1所述的一种基于重力矩的纳牛级弱力实时标定系统，包括以下步骤：

步骤1、标定臂(7)上没有加载标定物体(8)的时候，待测微推进器(5)不产生推力，通过位移/角度传感器(4)测量摆臂(3)的位置作为初始平衡位置；

步骤2、通过微位移调节机构(9)将标定物体(8)两次加载在标定臂(7)上的不同凹槽(10)，通过位移/角度传感器(4)测量的两次摆臂(3)与初始平衡位置相比的偏转角度的差值Δθ，通过计算标定力系数k，标定完成后取走标定物体，摆臂(3)回到初始平衡位置，m为标定质量，g为测试位置处的重力加速度，Δl为标定物体(8)在标定臂(7)上的移动距离，L为推进器(5)离转轴(2)的活动部的距离，Δθ为位移/角度传感器(4)测量的两次摆臂(3)与初始平衡位置相比的偏转角度的差值；

步骤3、待测微推进器(5)产生推力F_x，通过位移/角度传感器(4)测量摆臂(3)与初始平衡位置相比的偏转角度Δθ_x，通过及步骤2计算的标定力系数k，对待测推力F_x标定。

3.一种基于重力矩的纳牛级弱力实时标定方法，利用上述权利要求1所述的一种基于重力矩的纳牛级弱力实时标定系统，包括以下步骤：

步骤1、标定臂(7)上没有加载标定物体(8)的时候，待测微推进器(5)不产生推力，通过位移/角度传感器(4)测量摆臂(3)的位置作为初始平衡位置；

步骤2、通过微位移调节机构(9)将标定物体(8)两次加载在标定臂(7)上的不同凹槽(10)，通过位移/角度传感器(4)测量两次摆臂(3)与初始平衡位置相比的偏转角度的差值Δθ，计算标定力系数计算标定力系数k与待测微推进器(5)离转轴(2)的活动部的距离L的乘积，获得刚度系数K，标定完成后取走标定物体，摆臂(3)回到初始平衡位置，m为标定质量，g为测试位置处的重力加速度，Δl为标定物体(8)在标定臂(7)上的移动距离；

步骤3、待测微推进器(5)产生推力F_x，通过位移/角度传感器(4)测量摆臂(3)与初始平衡位置相比的偏转角度Δθ_1x，

步骤4、松开待测微推进器(5)的固定件，使待测微推进器(5)沿摆臂(3)移动ΔL，此时刚度系数K′≡k(L±ΔL)，待测微推进器(5)产生推力F_x，通过位移/角度传感器(4)测量摆臂(3)与初始平衡位置相比的偏转角度Δθ_2x

则：

F_xL＝KΔθ_1x

F_x(L±ΔL)＝K′Δθ_2x

进而求取并标定推力力臂L和待测推力F_x。