[发明专利]一种舵偏角测试仪

说明书

技术领域

本发明属于试验与测试技术领域。

背景技术

飞行器在进行测试时需要测量其舵面实际偏转角度(简称舵偏角)与理论舵偏角之间的误差，以验证其舵偏角精度，为提高飞行器的飞行控制精度提供依据。目前舵偏角仪测试通常采用机械式或者光栅尺式的形式。机械式舵偏角测试仪采用机械游标卡尺的工作原理，主要由安装座、主尺、游标尺和夹具等组成，主尺为圆弧形，其半径与游标尺的回转半径相等，主尺和游标尺上均有角度刻度线。使用时主尺固定在安装座上，游标尺通过夹具固定在舵面上，另一侧贴合在主尺上，当舵面转动时，带动游标尺在主尺上滑动，采用游标卡尺的读数方法即可读出舵面转角。机械式舵偏角测试仪具有结构可靠、维护方便的特点，但需要人工读数，工作效率较低，在动态条件下无法使用。机械式舵偏角测试仪主尺半径与被测产品的尺寸相关，不具备通用性，且对各结构件加工精度要求高，生产成本较高。

光栅尺式舵偏角测试仪的结构形式与机械式舵偏角测试仪相似，采用数显游标卡尺的工作原理，可以实时显示和输出舵面转角数据，并在工控机中显示和记录，避免人工读数，并且进行静态和动态测试，工作效率较高，但一般情况下光栅尺尺寸较大，小批量生产成本高，精度不易控制，使用维护不如机械式方便，也不具备通用性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种舵偏角测试仪，通用性强，使用维护方便。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种舵偏角测试仪，包括陀螺仪、夹具、通讯线缆和工控机，所述的陀螺仪通过夹具固定在待测舵面上，陀螺仪的输出通过通讯线缆传输至工控机，由工控机显示和记录舵偏角数据。

所述的陀螺仪采用硅微机械振动陀螺仪。

所述的夹具包括U形支架、2块压板、4个连接螺钉和4个压紧螺钉，2块压板分别通过2个连接螺钉连接在U形支架两端的内侧，U形支架两端分别开有2个螺纹孔，4个压紧螺钉穿过螺纹孔顶紧压板，通过拧动4个压紧螺钉将压板压紧在待测舵面上；所述的陀螺仪安装在U形支架中部。

所述的U形支架和压板采用铝合金制备，在U形支架安装压紧螺钉的部位增加钢套。

本发明采用4个夹具和4个陀螺仪同时测量4个待测舵面，工控机同时显示和记录4路舵偏角数据。

本发明的有益效果是：

(1)成本低。经初步测算，本发明的生产成本仅为光栅尺式舵偏角测试仪的40～50％，且具备通用性，适用于不同类型的产品，大幅降低使用成本。

(2)使用维护方便。机械式和光栅尺式舵偏角测试仪都需要有尺寸较大、精度较高的主尺和游标尺，日常使用和维护不便，本发明去掉了这些结构件，提高了使用和维护的便利性。

(3)功能多。本发明除可以测量舵偏角外，还具备实时测量舵面偏转角加速度等功能，为产品的舵面测试提供更多的数据。

附图说明

图1是舵偏角测试仪功能组成框图。

图2是舵偏角测试仪结构组成示意图。

图3是舵偏角测试仪实施实例示意图。

图中，1-陀螺仪，2-U形支架，3连接螺钉，4-压紧螺钉，5-压板，6-通讯电缆，7-工控机，8-舵面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明利用陀螺仪测量舵偏角。舵偏角测试仪按功能区分主要由数据采集处理模块和工控机等组成，功能框图见图1，从结构组成区分主要由陀螺仪、夹具、通讯线缆和工控机等组成，见图2。按功能和结构组成分别对它们的关系和作用进行说明。

从功能组成上，本发明拟选用硅微机械振动陀螺仪，其克服了以往转子陀螺在应用中的局限性，具有全固态结构、可靠性高、抗冲击、体积小、重量轻、成本低等特点。该陀螺主体结构包括四个部分：微机械结构部分、驱动部分、微弱信号检测部分及反馈控制部分。其中外框架检测板通过一对挠性轴与中间驱动轮相连。工作时，外框架和轮在静电力矩的作用下，沿两轴做水平角振动，形成陀螺仪的驱动模态。此时，当沿X轴有角速度输入时，外框架在哥氏力矩的作用下，沿X轴做角振动，这就是系统的敏感模态。在结构参数一定的情况下，其振动幅度与X方向的输入角速度成正比。外框架的角振动引起框架极板下面的敏感电容的变化，通过检测敏感电容的变化量，可以得到输入角速度值。