火箭发动机小力值动态测试推力发生装置研制

摘要

随着现代科学技术的发展，传感测试系统越来越多地被应用于动态测试领域。在很长的一段时间里，人们对动态力值的测量常常采用“静标动用”的方法进行，其结果是严重影响了动态测试的精度。为了准确、全面地了解传感测试系统的动态性能必须对其进行动态标定。目前国内外对传感器的静态标定研究的很多，而对动态标定研究较少，这其中的一个主要原因是受实验设备的限制，不具备专门的用于动态标定的设备，本文就是要研制一种用于测试系统动态标定的装置，以弥补以往“静标动用”方式的不足，准确评价测试系统的动态特性。 该测试系统的动态标定的具体要求是：必须施加一个等于实际发动机试验所期望的额定动态力来进行。针对此需求，本文基于通电线圈在磁场中受到电磁力作用的原理，采用激振器作为执行元件，配以相应的信号发生器和功率放大器实现所需的动态力信号。通过理论分析与Multisim仿真实验，提出了一种克服激振器电感对输出力信号影响的方案，采用带尖峰的非标准梯形电压信号作为激振器的激励信号，使激振器输出所需的标准梯形动态力信号。硬件构成以AT89S51为核心，辅以D/A转换器等数字元件，并编制相应的程序使之产生激振器所需的激励信号。 实验结果表明，发动机推力测试系统动态标定所需的梯形动态推力发生装置的设计原理切实可行，实验得到的梯形动态力信号满足项目要求，为发动机推力测试系统的研制奠定了良好的基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1论文背景

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要工作

2总体方案设计

2.1小力值动态测试难点

2.2推力测试系统的研究

2.2.1推力测试系统原理

2.2.2测力装置结构

2.2.3推力测试系统特点

2.3推力测试系统的动态标定

2.3.1传感器动态性能的重要性

2.3.2动态标定装置

2.3.3动态标定用标准梯形动态推力发生装置的研究

2.3.4研制该推力发生装置的意义

2.4本章小结

3推力发生装置的原理

3.1激振器方案原理

3.1.1电动式激振器基本原理

3.1.2电动式激振器工作原理

3.1.3利用激振器实现标准梯形动态力

3.2激振器性能对输出信号的影响

3.2.1理论分析

3.2.2仿真分析

3.3设计可行性方案

3.3.1可行性方案的原理

3.3.2可行性方案的仿真分析

3.4带尖峰非标准梯形信号发生器原理

3.5本章小结

4推力发生装置的设计

4.1激振器、功率放大器、标准力传感器的选型

4.2激振器等设备的安装方式

4.3信号源的设计

4.3.1硬件电路设计

4.3.2软件设计

4.3.3系统抗干扰设计

4.3.4信号源调试

4.4本章小结

5推力发生装置测试与应用

5.1实验条件

5.2实验过程及结果

5.2.1实验前准备工作

5.2.2激振器激励信号测试实验

5.2.3验证推力发生装置性能实验及结果

5.2.4利用推力发生装置对测试系统进行动态标定

5.3本章小结

结论

参考文献

附录A部分实物图

附录B信号发生器原理图

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢