线加速度模拟转台—离心机动态半径测试的研究

摘要

精密离心机是测试和标定高精度加速度计的惯导测试设备，它的精度直接影响被测加速度计的标定精度。离心机的动态半径是衡量离心机综合精度的一个重要参数，因此，如何精确测量离心机动态半径是离心机研制工作的关键。 本文根据北京航空精密机械研究所提出的QLS2-18型线加速度模拟转台--离心机动态半径测试问题，对精密离心机的动态半径测试方法进行深入研究。 在分析比较了以往的测试方法的基础上，提出了用高精度电容测微仪测量动态半径的方法，详细分析论证了测试方法的可行性。从测量原理出发，详细设计了技术路线，并对测试系统的机械、硬件、软件部分的设计进行了深入的探讨。具体开展工作如下： 1. 在调研和资料综合的基础上，清晰的论述了包括工作半径、动态半径、静态半径在内的与精密离心机有关的概念。 2. 通过对现有的精密离心机动态半径测量方法的分析比较，针对北京航空精密机械研究所QLS2-18型离心机特点，设计了利用高精度电容测微仪作为基准的测试方法，并对该测试方法的可行性进行了分析。 3. 根据采用的测试方法设计了一套完整的动态半径测试系统，其中包括机械部分设计、硬件系统设计及软件系统设计。 4. 为了保证测试系统具备良好的动态信号跟踪能力，对测试仪器进行了线性度、重复性的标定及稳定性试验，对数据采集处理设备进行了动态试验。 5. 根据动态测试的特点以及误差分析的理论，对引起系统的误差因素进行了分析和归纳，并且对测试得到的动态半径进行初步误差分析和处理。 QLS2-18型离心机动态半径测试系统最终完成并交付使用，通过长期运行证明该测量系统的动态稳定性好、精度高。该项研究成果为国内精密离心机动态半径测试需求提供了一种先进的技术方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2课题背景及意义

1.3离心机相关研究的应用及现状

1.3.1惯性导航系统基本原理

1.3.2加速度计实验

1.3.3离心机的发展、现状及趋势

1.4 QLS2-18线加速度模拟转台——离心机

1.5离心机动态半径测试方法概述

1.6本论文的主要研究内容

第二章离心机动态半径测量原理

2.1动态半径测量原理及方法

2.1.1动态半径测量原理

2.1.2动态半径的有关概念

2.1.3动态半径的测量方法

2.1.4动态半径的测试系统的关键技术措施

2.2电容测微仪

2.2.1电容测微仪的测量原理

2.2.2电容测微仪的放大器波形

2.3本章小结

第三章离心机动态半径测试系统的设计

3.1动态半径测试系统的流程及任务

3.2动态半径测试系统中的机械设计

3.2.1 QLS2-18离心机台体

3.2.2动态半径测试系统机械设计

3.2.3电容传感器安装时的微调

3.3动态半径测试系统硬件部分设计

3.3.1串行通讯的基本概念

3.3.2串口通讯协议

3.3.3 RM419数据采集卡

3.3.4硬件部分测试可行性分析

3.4动态半径测试系统软件部分设计

3.4.1软件实现的主要功能

3.4.2测量软件的流程

3.4.3软件程序设计

3.5本章小结

第四章实验分析

4.1电容测微仪标定及数据处理

4.1.1电容测微仪线性度的标定

4.1.2电容传感器的稳定性实验分析

4.1.3电容传感器重复性标定分析

4.2精密离心机动态半径测试结果分析

4.2.1加速度及转速计算

4.2.2精密离心机动态半径测试结果分析

4.3本章小结

第五章误差分析

5.1仪器误差

5.1.1传感器制造误差引起的测量误差

5.1.2测量放大电路产生的误差

5.1.3信号源幅值不稳定产生的误差

5.1.4温度漂移产生的误差

5.1.5被测件曲率半径变化产生的测量误差

5.2动态测试误差

5.2.1动态测试的定义

5.2.2动态测量的基本特点

5.2.3动态测量误差基本概念

5.2.4精密离心机主轴回转精度对离心机工作半径的影响

5.2.5精密离心机转盘热膨胀对工作半径的影响

5.3精密离心机动态半径测试精度

5.4本章小结

第六章全文总结与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致 谢