[发明专利]一种具有在线标定和锁死功能的微小推力测量装置

说明书

本发明涉及一种具有在线标定和锁死功能的微小推力测量装置，用于霍尔效应推力器地面长寿命试验的参数测试。为了测量长寿命试验过程中霍尔效应推力器多工况下的实时推力值大小，将被测推力器安装在动架上，动架在霍尔推力器推力的作用下小幅度摆动，电磁反馈组件的位移传感器进行检测，将摆动位移信号输入PID反馈控制电路，电磁反馈力与PID电路输出的线圈电流呈线性关系，通过预先使用标准质量砝码进行推力架静态特性标定，即可得到推力的大小。本发明使用电磁反馈力法进行霍尔效应推力器多次、多工况的实时在线测量，并使用在线标定和锁死装置多次实时解锁、锁死微小推力测量装置，实时获得其静态特性，确保推力测试的准确性和可靠性。

技术领域

本发明属于电推力器长寿命地面试验参数测量领域，涉及一种具有多次实时在线标定和锁死功能的霍尔推力器推力测量装置。

背景技术

电推进是一类利用电能直接加热推进剂或利用电磁作用电离加速推进剂以获得推进动力的先进推进方式，具有较高的比冲、推力和效率，在航天器的轨道控制、深空探测和星际航行等空间任务中有广阔的应用前景。其中，霍尔效应推力器由于性能较高、工作可靠、技术成熟，目前已被广泛应用于GEO卫星轨道转移、位置保持和深空探测等多个方面。

对霍尔效应推力器长寿命地面试验过程中进行推力值的测量对于优化发动机设计、提高发动机性能具有重要意义。由于传统的电推力器微小推力测量装置多采用电磁天平等测量装置，且无法实现对推力测量装置的在线标定和锁死，在推力器地面长寿命试验过程中不能多次实时得到推力测量装置的静态特性。

发明内容

针对上述问题，提出了一种具有在线标定和锁死功能的微小推力测量装置，用于霍尔推力器地面长寿命试验过程中多次实时标定微推力架的静态特性和推力器多工况下的推力准确测试。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种具有在线标定和锁死功能的微小推力测量装置，包括底板、定架、动架、弹性轴组件、推力器安装平台、锁定限位组件、电磁反馈组件、在线标定组件；所述定架与所述底板固接，所述动架通过所述弹性轴组件安装在所述定架上，被测霍尔推力器通过所述推力器安装平台安装在所述动架上；所述锁定限位组件连接所述动架，实现所述动架的锁定和限位；所述电磁反馈组件连接所述动架，实现所述动架摆动位移的测量；所述在线标定组件的标准质量砝码通过细线栓连至所述动架。

进一步的，所述在线标定组件包括支撑架、竖直位移滑台、若干标准质量砝码、砝码盒、定滑轮，所述定滑轮安装在所述支撑架的一端，所述支撑架的另一端连接至所述竖直位移滑台；所述标准质量砝码采用细线栓连，悬挂在所述定滑轮下方，细线经过所述定滑轮将另一端栓连在所述动架上；所述砝码盒固定在所述竖直位移滑台的移动平台上。

进一步的，所述锁定限位组件包括水平位移滑台、圆柱形销钉、等腰三角形凹槽，所述水平位移滑台通过支撑件固定在所述底板上，所述圆柱形销钉的下端固定在所述水平位移滑台的移动平台上，所述圆柱形铝制销钉的上端竖直插入所述等腰三角形凹槽内，所述等腰三角形凹槽固定在所述动架上。

进一步的，所述电磁反馈组件包括位移传感器、动子钕铁硼永磁铁、定子线圈，所述位移传感器通过定子线圈支撑件安装在所述底板上，所述动子钕铁硼永磁铁为四块强磁铁，上下各两块，分别固定在导磁外壳内部，所述导磁外壳安装在所述动架上，所述定子线圈固定在所述支撑件的最上端，插入上方和下方所述动子钕铁硼永磁铁的缝隙中。

进一步的，所述弹性轴组件包括两个竖直平行的连接长铝板、两个水平的连接方铝板、两个弹性枢轴，所述连接长铝板的顶部和底部分别与两个所述连接方铝板固接，所述连接方铝板中心均开有圆柱形凹槽，将两个所述弹性枢轴的一端分别卡死至所述圆柱形凹槽内，两个所述弹性枢轴的另一端分别卡死在所述定架的圆柱形凹槽内与所述底板的圆柱形凹槽内，所述动架穿过两个所述连接长铝板，并分别与两个所述连接长铝板的中心处连接。