[发明专利]一种用于小滚转力矩测量的杆式铰链力矩天平及测量方法

权利要求书

1.一种用于小滚转力矩测量的杆式铰链力矩天平，包括由上至下依次相连的测量舵（1）、天平元件（2）和天平固定部（3），其特征在于：天平元件（2）为具有多处缺失部分的圆柱体，天平元件（2）包括由上至下依次相连的第一连接座（21）、第一分割槽部（22）、弯矩测量梁（23）、竖梁部、消扰薄片横梁（26）、第二分割槽部（27）和第二连接座（28），设定测量舵（1）的舵面沿前后设置，第一分割槽部（22）的前后两侧分别设有沿左右贯通的分割槽，第二分割槽部（27）的左右两侧分别设有沿前后贯通的分割槽，所述竖梁部由两个铰链力矩测量竖梁（24）和两个消扰薄片竖梁（25）构成，两个铰链力矩测量竖梁（24）分别设置在左右两端，两个消扰薄片竖梁（25）分别设置在前后两端，消扰薄片竖梁（25）的厚度方向沿左右设置，沿两个铰链力矩测量竖梁（24）的内侧壁向下，在消扰薄片横梁（26）上分别开设两个分割孔（29），沿两个消扰薄片竖梁（25）的内侧壁向上，在弯矩测量梁（23）上分别开设两个分割孔（29），第一连接座（21）与测量舵（1）相连，第二连接座（28）与天平固定部（3）相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于小滚转力矩测量的杆式铰链力矩天平，其特征在于：天平固定部（3）呈圆柱形，天平固定部（3）的周面上设有水平贯通的安装槽（31）。

3.根据权利要求2所述的一种用于小滚转力矩测量的杆式铰链力矩天平，其特征在于：测量舵（1）、天平元件（2）和天平固定部（3）为整体结构。

4.一种用于小滚转力矩测量的杆式铰链力矩天平测量方法，采用权利要求1-3任一项所述的一种用于小滚转力矩测量的杆式铰链力矩天平完成，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：在弯矩测量梁（23）的前后两端各粘贴两个应变片（4）并组成电桥，定义该电桥为U1，在左侧铰链力矩测量竖梁（24）底部的前后两侧壁上各粘贴两个应变片（4）并组成电桥，定义该电桥为U2，在右侧铰链力矩测量竖梁（24）底部的前后两侧壁上各粘贴两个应变片（4）并组成电桥，定义该电桥为U3；

步骤2：对铰链力矩天平进行校准标定；

步骤3：将所述杆式铰链力矩天平安装于飞行器模型翼面上，测量天平元件（2）变形转化的电信号；

步骤4：飞行器模型翼面的舵面弯矩、舵面法向力和舵面铰链力矩通过下式确定：

M=F_M(△U1)

N=F_N(△U2+△U3)

Mj=F_Mj(△U2-△U3)

式中：M为舵面弯矩；

N 为舵面法向力；

Mj为舵面铰链力矩；

F_M为舵面弯矩计算公式；

F_N为舵面法向力计算公式；

F_Mj为舵面铰链力矩计算公式；

△U1为U1桥路输出的变化量；

△U2为U2桥路输出的变化量；

△U3为U3桥路输出的变化量。