[发明专利]火箭发动机飞行仿真试验时测量喷管摆角的线位移传感器

说明书

技术领域

本发明涉及长跨距线位移传感器，特别是用于火箭发动机飞行仿真试验时测量发动机喷管摆角的线位移传感器。

背景技术

火箭发动机飞行仿真试验是测试发动机和伺服机构负载特性的关键试验，测量精度一般高于0.5％。试验中需要使用传感器装置实时检测发动机喷管摆角，并将该摆角值转换为电压量，反馈给火箭控制系统用来控制火箭的飞行轨迹。

火箭发动机飞行仿真试验台架安装面与火箭发动机喷管间跨距较大，造成传感器安装困难，特别是在动态试验过程中，当发动机摇摆运动频率接近伺服机构和机架的固有频率时，会产生强烈的机械共振，此时线位移传感器不但要承受得住共振和冲击的破坏，而且还要在共振时实时检测出反馈电压量。这就要求传感器不仅需要具备较强的机械刚度，同时还要具备较高的测量精度，这就决定了常用工业传感器无法满足新一代火箭发动机仿真试验喷管摆角的测试要求。

传统火箭发动机喷管摆角测试装置结构复杂、传递链繁琐，一般都在安装长跨距线位移传感器的空间位置上安装一台被动式伺服机构，利用被动式伺服机构活塞杆中的线性电位计来替代线位移传感器，这就使得发动机的机械摆角零位和拖动发动机的伺服机构的机械和电气零位都要与长跨距线位移传感器的机械和电气零位重合，但由于长跨距线位移传感器安装在被动式伺服机构内部，使得线位移传感器安装调试困难，易产生零位重合精度误差，降低其测试精度。

因此，需要一种新的用于火箭发动机飞行仿真试验时喷管摆角测试的装置。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供火箭发动机飞行仿真试验时测量喷管摆角的线位移传感器，能够有效地提高测量稳定性及测量精度。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：火箭发动机飞行仿真试验时测量喷管摆角的线位移传感器，包括线位移传感器载体、安装支架、线位移传感器，线位移传感器设于线位移传感器载体内，线位移传感器载体下端通过安装支架与试验台连接，上端与发动机喷管连接。飞行仿真试验时火箭发动机喷管摆动，带动线位移传感器电刷滑杆伸出或缩进，最后以电压信号显示发动机喷管摆角。

所述的线位移传感器载体包括载体筒体、下固定板、上固定板、下滑板、上滑板、滑套、导轨、夹紧杆及电气零位锁紧防松装置、下支撑杆、上支撑杆、夹具、下调节杆销轴及锁紧防松装置、上调节杆销轴及锁紧防松装置，上固定板与下固定板分别置于载体筒体外部的上、下固定板定位台阶处，通过夹紧杆及电气零位锁紧防松装置连固，滑套置于上、下固定板下的滑套孔中，上、下滑板分别通过电气零位锁紧防松装置设于导轨两端，滑套可在导轨上往复滑动，上、下滑板设有孔口，夹紧杆两端的电气零位锁紧防松装置在孔口上通过，上支撑杆设于上滑板外侧，上支撑杆通过上调节杆销轴、杆的端关节轴承及锁紧防松装置与发动机喷管连接，下支撑杆设于下滑板外侧，通过下调节杆装置销轴、杆的端关节轴承及锁紧防松装置与安装支架连接，下支撑杆设有信号线插座安装孔，夹具设于上滑板内侧，夹紧线位移传感器、电刷滑杆顶端。线位移传感器载体筒体为长筒形，装调线位移传感器载体，保证滑套可以在导轨上运动顺畅。

所述的安装支架包括支架筒体、支架内筒、锁紧机构，支架内筒设于支架筒体内，并可在支架筒体内滑动和旋转，易于调节传感器零位跨距和安装方向，支架内筒通过筒体上的锁紧机构连固，锁紧机构调节支架内筒的伸出高度和方位。

所述的夹具包括夹具座、上压环、下压环、夹紧螺母，上压环、下压环设于夹具座内，夹紧螺母与上压环相接触，上压环为内圆锥形，下压环为外圆锥形，下压环设有4道对称开口，旋转夹紧螺母驱动上、下压环，下压环的开口变形夹紧线位移传感器电刷滑杆端部。

所述的线位移传感器通过向心关节轴承和锁紧防松装置设于线位移传感器载体筒体内。调节线位移传感器机械零位，在确定线位移传感器机械零位的基础上用电气零位锁紧防松装置调节线位移传感器电气零位，使线位移传感器机械零位和电气零位完全重合。本发明采取的技术方案，与现有技术相比，其具有优点和有益效果：

1、线位移传感器装置操作简单、稳定性好，可以实现高精度、大量程、大跨距测量。

2、线位移传感器中的电位计电刷细长滑杆不承受剪切力作用，而且弯矩由四根导轨承受，大大提高了其机械刚度和测量精度。

3、可以通过控制导轨长短确定传感器位移最大行程，避免电位计电刷滑杆被拉出有效使用范围而损坏。

4、通过专用夹具夹紧线位移传感器电刷滑杆，易于调节线位移传感器的电气零位和机械零位，降低测量误差。