[发明专利]一种双固支部件天平

说明书

本发明属于多分量空气动力载荷测量传感器技术领域，公开了一种双固支部件天平。本发明的双固支部件天平为钢件组合结构，左耳片和右耳片位于钢件组合结构的左、右两端，元件位于中段；元件由从左至右顺序连接的左固定端、左测量段、左过渡段、自由端、右过渡段、右测量段和右固定端组成。作用在飞行器模型上的气动力通过设置在上述两个测量段上的电阻应变计转换为电压信号，将电压信号进行数据处理后得到所需的气动力和力矩。本发明的双固支部件天平在满足天平强度、刚度及各分量灵敏度的前提下，确保了各分量的灵敏度加载精准度，实现了在高速风洞中利用双固支部件天平进行风洞测力试验时飞行器模型被测部件承受的气动载荷的精确测量。

技术领域

本发明属于多分量空气动力载荷测量传感器技术领域，具体涉及一种双固支部件天平。

背景技术

在高速风洞试验有缩比模型部件测力试验中，目前大多采用单固支的部件天平，即部件天平一端固定。随着高速风洞尺寸增大，为了减小缩比模型的测量误差，提高飞行器模型的测量不确定度，提出了全尺寸试验模型的风洞试验。当前发展的飞行器模型部件测力具有全尺寸、双固定支撑、固定端跨度大、被测部件截面异型且截面积小的特点。在高速风洞试验中为了准确测量飞行器模型被测双固支部件的空气动力载荷，必须解决天平灵敏度低、测力精准度低的问题，需要研制高精准度的双固支部件天平。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双固支部件天平。

本发明的双固支部件天平，其特点是，所述的双固支部件天平为钢件组合结构，左耳片和右耳片位于钢件组合结构的左、右两端，元件位于中段；

元件由从左至右顺序连接的左固定端、左测量段、左过渡段、自由端、右过渡段、右测量段、右固定端组成；元件的左固定端通过左铰链安装在左耳片的上部，元件的右固定端通过右铰链安装在右耳片的上部；左固定端与左耳片之间、右固定端与右耳片之间均设置有缝隙；

自由端的上部设置有水平的基准面Ⅰ，基准面Ⅰ设置有销孔和螺钉孔，基准面Ⅰ通过销孔采用销定位、通过螺钉孔采用螺钉拉紧的方式与飞行器模型被测部件固定连接；

在左测量段、右测量段上分别设置有用于转换为电压信号的电阻应变计；左测量段、右测量段的电阻应变计对应组合构成轴向力X分量、俯仰力矩Mz分量、侧向力Z分量、滚转力矩Mx分量、偏航力矩My分量的测量装置；右测量段的电阻应变计的导线从右测量段引出，经右过渡段、自由端、左过渡段、左测量段后并入左测量段的电阻应变计的导线，全部导线再经左固定端、左耳片引出双固支部件天平，沿途在左过渡段、自由端、右过渡段上设置引线槽Ⅴ、在左上限位和左固定端上设置引线槽Ⅳ，在左上限位上设置引线槽Ⅲ，在左耳片、左下限位上设置引线槽Ⅱ，在左耳片上设置引线槽Ⅰ；

左耳片和右耳片的上部分别设置有左下限位和右下限位，左固定端和右固定端的侧面下部分别设置有左上限位和右上限位，各限位用于限定元件受力变形引起的铰链转动的极限位置；左耳片和右耳片的上部分别设置有相互对应的1个台阶通孔，左耳片和右耳片的下部分别设置有另1个相互对应的台阶通孔，台阶通孔靠近内侧的通孔内径小于靠近外侧的通孔内径，靠近内侧的通孔为圆柱孔Ⅰ、靠近外侧的通孔为圆柱孔Ⅱ，台阶端面为竖直的基准面Ⅱ；基准面Ⅱ用于定位，圆柱孔Ⅱ通过柱轴与飞行器模型或者校准支杆的固定端固定连接。

进一步地，所述的左上限位、左固定端、左过渡段、右过渡段、右固定端和右上限位的外型相同，均为半圆柱体，半圆柱体的剖面的上部为圆弧、下部为矩形。

进一步地，所述的左测量段和右测量段均为方形体；轴向力X分量、俯仰力矩Mz分量、侧向力Z分量、滚转力矩Mx分量、偏航力矩My分量均采用双电桥，粘贴在右测量段上下两面的电阻应变计组成M1电桥，粘贴在左测量段上下两面的电阻应变计组成M2电桥，粘贴在右测量段前后两面的电阻应变计组成M3电桥，粘贴在左测量段前后两面的电阻应变计组成M4电桥，粘贴在右测量段前后两面中间位置的电阻应变计组成M5电桥，粘贴在左测量段前后两面中间位置的电阻应变计组成M6电桥；