应变天平温度影响校准系统

摘要

本发明公开了一种应变天平温度影响校准系统，属于飞行试验的测试设备领域，其包括支撑架；天平加载头和砝码加载机构，砝码加载机构具有砝码加载单元和升降单元；其中砝码加载单元包括连接杆；沿连接杆的长度方向依次排列在连接杆上的多个砝码盘和沿多个砝码盘的排列方向依次设置的多个砝码，任一砝码的底面设置有第一沉孔，在第一沉孔的孔底沿砝码的厚度方向设置有第一通孔，第一沉孔的直径大于砝码盘的直径，第一通孔的直径小于砝码盘的直径；连接杆依次穿过多个砝码的第一通孔，多个砝码盘位于多个砝码的第一沉孔中且与多个第一沉孔一一对应。本发明通过上述技术方案实现了砝码的自动阶梯加载或卸载，能适应不同的环境温度。

说明书

技术领域

本发明属于飞行试验的测试设备领域，特别涉及一种应变天平温度影 响校准系统。

背景技术

飞艇飞行时螺旋桨的拉力和扭矩数据是其气动参数辨识的重要输入条 件，由于高空飞艇飞行高度为20km左右，大气压力仅为标准大气压的1/20 左右，同时飞行速度非常低，对风洞测力试验的流场模拟和测试技术提出 了较大的挑战。飞行试验是一个比较好的选择，可以有效地规避风洞试验 中的尺寸效应、洞壁干扰、支架干扰等误差因素。飞行试验的测试设备两 分量天平，在不同的温度环境下，天平数据信号、灵敏度容易产生漂移， 降低了飞行试验测试数据的准确度。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种应变天平温度影 响校准系统，其包括：顶端固定有所述应变天平的支撑架；与所述应变天 平连接的天平加载头；以及与所述天平加载头连接的砝码加载机构，所述 砝码加载机构具有砝码加载单元和用于使所述砝码加载单元在竖直方向做 上下移动的升降单元；其中，所述砝码加载单元包括：与所述天平加载头 竖直连接的连接杆；沿所述连接杆的长度方向依次排列在所述连接杆上的 多个砝码盘；和沿多个所述砝码盘的排列方向依次设置的多个砝码，多个 所述砝码中的任一砝码的底面设置有第一沉孔，在所述第一沉孔的孔底沿 所述砝码的厚度方向设置有第一通孔，所述第一沉孔的直径大于所述砝码 盘的直径，所述第一通孔的直径小于所述砝码盘的直径；所述连接杆依次 穿过多个所述砝码的第一通孔，多个所述砝码盘位于多个所述砝码的第一 沉孔中且多个所述砝码盘与多个所述第一沉孔一一对应；校准时，多个所 述砝码在所述升降单元向下移动的带动下依次挂在多个所述砝码盘上，在 所述升降单元向上移动的带动下，依次脱离多个所述砝码盘。

在如上所述的应变天平温度影响校准系统，优选，所述升降单元包括： 提供驱动动力的电机；与所述电机的输出轴连接的螺旋升降机，所述螺旋 升降机的伸缩端设置有托盘，所述托盘与多个所述砝码中在所述排列方向 上位置最低的砝码接触，所述托盘设置有直径大于所述砝码盘的直径的第 二通孔。

在如上所述的应变天平温度影响校准系统，优选，所述应变天平温度 影响校准系统还包括：位于所述支撑架和所述砝码加载机构下面的底板。

在如上所述的应变天平温度影响校准系统，优选，在所述底板的底面 固定有安装角和滑轮。

在如上所述的应变天平温度影响校准系统，优选，所述电机中涂有低 温润油脂。

在如上所述的应变天平温度影响校准系统，优选，所述升降单元包括： 提供驱动动力的电机；与所述电机的输出轴连接的螺旋升降机，所述螺旋 升降机的伸缩端设置有托盘，所述托盘与多个所述砝码中在所述排列方向 上位置最低的砝码接触，所述托盘设置有直径大于所述砝码盘的直径的第 二通孔。

在如上所述的应变天平温度影响校准系统，优选，所述砝码加载机构 的数量为两个，分别位于所述天平加载头的两端。

本发明实施例带来的有益效果如下：

通过在应变天平温度影响校准系统中采用砝码加载机构实现砝码的自 动阶梯加载或卸载，能适应不同的环境温度，从而获得应变天平在不同环 境温度下的校正数据，提高了飞行试验测试数据的准确度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种用于对应变天平的滚转力矩进行校准 的应变天平温度影响校准系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种砝码加载单元的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种升降单元的结构示意图；

其中，图中符号说明如下：

1应变天平、   2砝码加载单元、 3升降单元、

41底板、      42安装角、      43滑轮、   5支撑架、

6天平加载头、 7连接杆、       8砝码、    81第一沉孔、

82第一通孔、  83第二沉孔、    9砝码盘、

10托盘、      11螺旋升降机、  12电机、   13电机安装架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本 发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1-图3，本发明实施例提供了一种应变天平温度影响校准系统， 其包括：用于给应变天平1提供支撑的支撑架5、将受到的力传递给应变天 平1的天平加载头6和对天平加载头6施加作用力的砝码加载机构。

其中，应变天平1安装在支撑架5的顶端，应变天平1与天平加载头6 通过螺栓连接。

砝码加载机构包括在竖直方向做上下移动的升降单元3和在升降单元3 上下移动的带动下实现自动加载的砝码加载单元2。

具体地，升降单元3包括：提供驱动动力的电机12和螺旋升降机11， 螺旋升降机11的伸缩端设置有与砝码加载单元2连接的托盘10，螺旋升降 机11在电机12的驱动下在竖直方向做上下移动，从而带动托盘10在竖直 方向做上下移动，进而带动砝码加载单元2上下移动。由于电机12在运行 过程中会发生振动，产生漂移，通过安装电机安装架13固定。在其他实施 例中，升降单元3还可以包括：电机和液压油缸。

砝码加载单元2包括连接杆7、多个砝码盘9和多个砝码8。

其中，连接杆7与天平加载头6竖直连接，例如螺纹连接、套接。在 连接杆7上沿连接杆7的长度方向依次排列设置多个砝码盘9，砝码盘9用 于挂住砝码8，且多个砝码盘9与多个砝码8一一对应，一个砝码盘9挂住 一个砝码8。

多个砝码8中的任一个砝码8具有顶面和底面。在底面上沿自底面至 顶面的方向开有第一沉孔81，在第一沉孔81的孔底沿自底面至顶面的方向 开有第一通孔82，该第一通孔82连通顶面和第一沉孔81的孔底。为了使 砝码8在失去支撑力时，砝码盘9挂住砝码8，第一沉孔81的直径大于砝 码盘9的直径，且第一通孔82的直径小于砝码盘9的直径。在安装时，连 接杆7依次穿过多个砝码8的第一通孔82，多个砝码盘9位于多个砝码8 的第一沉孔81中。托盘10与多个砝码8中在砝码盘9的排列方向上位置 最低的砝码接触，且托盘10上设置有第二通孔，第二通孔的直径大于砝码 盘9的直径，以使设置有砝码盘9的连接杆7穿过第二通孔。

砝码加载机构在初始状态时，多个砝码8沿连接杆7的长度方向依次 层叠在托盘10的上面，此时砝码盘9位于砝码8的第一沉孔81中，且不 与砝码8接触。

在校准时加载砝码，水平加载头6、连接杆7和砝码盘9固定不动，电 机12驱动螺旋升降机11向下移动，带动托盘10向下移动，由于层叠在托 盘10上的多个砝码8失去支撑力，在重力的作用下下移。在砝码盘排列方 向上，多个砝码8中位置最高的砝码8首先与多个砝码盘9中位置最高的 砝码盘接触，从而挂在连接杆7上，进而对天平加载头6施加作用力，将 力传递给应变天平1。随着螺旋升降机11的继续下移，其余砝码8依次与 其余砝码盘9接触，进而依次挂在连接杆7上，实现多个砝码的自动加载。 由于砝码8是标准件，通过砝码加载机构实现了阶梯性的自动加载砝码。

在校准时卸载砝码，水平加载头6、连接杆7和砝码盘9固定不动，电 机12驱动螺旋升降机11向上移动，带动托盘10向上移动，在砝码盘排列 方向上，挂在砝码盘9上的砝码中位置最低的砝码8首先在托盘的支撑下 与砝码盘9不接触，从而脱离连接杆7，进而使该砝码8施加在天平加载头 6上的作用力消失，随着螺旋升降机11的继续上移，其余砝码8依次不与 砝码盘9接触，进而依次脱离连接杆7，实现多个砝码的自动卸载。由于砝 码8是标准件，通过砝码加载机构实现了阶梯性的自动卸载砝码。

需要说明的是，由于多个砝码盘设置在连接杆的不同位置，而每个砝 码盘与每个砝码一一对应，也就是说砝码与砝码之间通过连接杆进行连接， 每个砝码上下移动的行程都是固定的，从而使多个砝码通过使用不同长度 的连接杆实现自动加载。该砝码之间的连接方式简单，便于安装。该应变 天平温度影响校准系统可用于多分量天平的温度影响下的自动加载校正， 在天平加载头的中部设置有第三通孔

在校准时应变天平温度影响校准系统能自动加载砝码和自动卸载砝 码，从而使其在不同的环境温度（高低温环境）下测试出应变天平的数值 （校正数据）以对应变天平进行校准，环境温度范围优选为零上100℃到 零下70℃。为了使电机12能在温度为零下的环境里使用寿命长，在电机 12中涂有低温润油脂。

在实际中，为了便于应变天平温度影响校准系统的整体移动，在支撑 架的底部设置有底板41，砝码加载机构安装在底板41上。优选地，在底板 41的底面设置有安装角42，优选在底板41四个边角的底面设置。在底面 上还设置有滑轮43以易于移动应变天平温度影响校准系统。在移动时，调 节安装角42与地面的距离，使滑轮43与地面接触，安装角42不与地面接 触。在校准时，调节安装角42与地面的距离，使安装角42与地面接触， 滑轮43不与地面接触。

在多个砝码中的任一砝码8的顶面设置有第二沉孔83，第二沉孔83的 深度和第一沉孔81的深度之和小于砝码8的厚度，第二沉孔83的直径大 于砝码盘9的直径，如此使砝码盘9的活动范围更大，灵活。

在采用应变天平温度影响校准系统对应变天平的滚转力矩Mx进行校 准时，参见图1，砝码加载机构的数量为两个，分别位于天平加载头的两端。 具体地，砝码加载机构的连接杆分别位于天平加载头的两端，天平加载头 的中部与应变天平螺栓连接。关于此时砝码加载结构与上述的砝码加载机 构具有相同结构，此处不再一一赘述。

综上所述，本发明实施例通过在应变天平温度影响校准系统中采用砝 码加载机构实现砝码的自动阶梯加载或卸载，能适应不同的环境温度，从 而获得应变天平在不同环境温度下的校正数据，提高了飞行试验测试数据 的准确度。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。