[发明专利]一种模型倾角测量装置的校准装置及其校准方法

说明书

本发明公开了一种模型倾角测量装置的校准装置及其校准方法。校准装置包括地面校准装置和模型校准装置；地面校准装置为固定在地面的地面测试平台；模型校准装置为安装在试验模型内腔的模型测试平台。校准方法基于校准装置，校准对象为模型倾角测量装置，模型倾角测量装置集成有石英倾角仪和振动传感器；校准过程中模型倾角测量装置通过RS‑422通讯协议与计算机进行数据交换。本发明的模型倾角测量装置的校准装置及其校准方法获得了石英倾角仪的静态校准公式和滤波截至频率，获得了振动传感器的带通截至频率，实现了动态环境下风洞模型俯仰角的高精度测量的模型倾角测量装置的校准，为开展相关试验提供了技术支持。

技术领域

本发明属于风洞试验技术领域，具体涉及一种模型倾角测量装置的校准装置及其校准方法。

背景技术

风洞常规的模型迎角测量实现方式是，首先实测模型支撑机构角度，再通过天平弹性角修正与换算获得模型姿态角。由于风洞模型支撑机构通过传动装置带动模型运动，机构角度连接间隙与角度换算会引入误差，静态加载获得天平弹性角修正公式也会引入误差，因此这种间接方式测得的模型迎角精度一般只有±0.05°。尤其是，当“模型—支杆”系统连续运行下时，振动、向心加速度等工况条件会对试验数据产生影响，更难获得高精度的试验数据。需要进行实时测量和误差补偿修正，如：J7模型在跨超声速，α=4°作试验，阻力系数Cx误差的25％是由迎角误差引起，ΔCx=±0.0001所对应的迎角误差为Δα＝±0.01°。因此，实现模型迎角的实时直接精确测量对于确保获取高精度连续气动力试验数据尤为重要。为此，配套研制了基于惯性技术的模型倾角测量装置，实现了高速风洞高冲击、强振动工况下的模型倾角精确测量。

由于在风洞试验过程中，振动、向心加速度以及安装失准引起的耦合误差等干扰因素，将会严重影响模型倾角测量装置的测量精度，故亟需发展一种适用于模型倾角测量装置的校准装置及其校准方法。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种模型倾角测量装置的校准装置，本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种模型倾角测量装置的校准方法。

本发明的模型倾角测量装置的校准方法，通过模型测试平台完成试验模型俯仰角度与模型倾角测量装置的俯仰角度的偏差校测。

本发明的模型倾角测量装置的校准方法，通过模型测试平台，采用橡皮锤敲击的方式完成试验模型的振动频率测试。

本发明的模型倾角测量装置的校准方法，将石英倾角仪的滤波截至频率和振动传感器的带通截至频率写入模型倾角测量装置。

本发明的模型倾角测量装置的校准装置，其特点是，所述的校准装置包括地面校准装置和模型校准装置；所述的地面校准装置为固定在地面的地面测试平台；所述的模型校准装置为安装在试验模型内腔的模型测试平台；

所述的地面测试平台包括固定在地面的隔振安装支座，安装在隔振安装支座上表面的安装平台，安装平台上设置有卡槽，多齿分度台的支座装卡在卡槽内，多齿分度台的测试平台的水平面上开有与模型倾角测量装置的底板的安装孔相匹配的若干个螺钉孔；多齿分度台外接程控系统；其中，安装平台平面度偏差＜0.01/1000，扭曲＜0.01/1000，具有水平调节能力；多齿分度台的最小分度值为0.5°；测试平台水平面的精度等级为I级，平面度误差＜10μm；测试平台水平面与多齿分度台主轴径向平面的垂直度＜1′；

所述的模型测试平台为圆筒结构，圆筒的上方和后端开口，圆筒的前端封闭；圆筒的前端设置有安装孔，安装螺钉通过安装孔将模型测试平台固定在试验模型内腔；在圆筒的内壁，底部上表面设置有水平的安装平面，安装平面上开有与模型倾角测量装置的底板的安装孔相匹配的若干个模型倾角测量装置安装孔；圆筒的上方筒壁开口的位置，设置有两个平行的俯仰角滚转角测量平面。

本发明的模型倾角测量装置的校准方法基于模型倾角测量装置的校准装置，校准对象为模型倾角测量装置，模型倾角测量装置集成有石英倾角仪和振动传感器；校准过程中模型倾角测量装置通过RS-422通讯协议与计算机进行数据交换；