[发明专利]一种应变式脉冲微小推力测试装置及方法

权利要求书

1.一种应变式脉冲微小推力测试装置，其特征在于：包括压紧密封垫(17)、接头(18)、压力传感器(19)、试验平台(20)、活塞杆(15)、安装支架(12)；

接头(18)内部开有相互贯通的第一柱状空腔和第二柱状空腔，第一柱状空腔内径小于第二柱状空腔；活塞杆(15)周向加工有两个沟槽，沟槽内装有O型圈(14)，活塞杆(15)一端插入接头(18)的第一柱状空腔中，活塞杆(15)与接头(18)的第一柱状空腔间隙配合，且能够沿第一柱状空腔运动；接头第二柱状空腔朝上放置时，在第二柱状空腔底部设置压紧密封垫(17)，排出接头中的空气后将压力传感器(19)螺纹安装在接头(18)的第二柱状空腔中；压力传感器(19)通过信号调理放大器与数据采集系统相连；

试验平台(20)通过地脚螺钉固定在T型台面上，接头(18)螺纹连接在试验平台(20)顶部，安装到位后，压力传感器(19)位于活塞杆(15)下方，活塞杆(15)另一端穿过试验平台(20)与位于试验平台上方的安装支架(12)一端固连；测试时，所述安装支架(12)另一端与脉冲火箭(11)固连。

2.根据权利要求1所述的一种应变式脉冲微小推力测试装置，其特征在于：接头(18)上加工有排气孔(21)，在第二柱状空腔底部设置压紧密封垫(17)后，向接头空腔中倒入液压油(16)，直至排净接头中的空气。

3.根据权利要求2所述的一种应变式脉冲微小推力测试装置，其特征在于：试验平台(20)为几字型，通过垫片调节顶部水平面的水平度；顶部水平面上沿中心对称加工两个凹槽，凹槽中放置水平尺(13)，所述水平尺(13)用于测量顶部水平面的水平度。

4.根据权利要求2所述的一种应变式脉冲微小推力测试装置，其特征在于：所述排气孔底面与液压油液面高度齐平，直径1～2mm。

5.利用权利要求2-4任一项所述装置的应变式脉冲微小推力测试方法，其特征在于包括：

搭建应变式脉冲微小推力测试装置；

使用重块对压力传感器进行标定；

将应变式脉冲微小推力测试装置中的安装支架另一端与脉冲火箭固连；

脉冲火箭工作后产生短时微小推力，推动安装支架压缩活塞，挤压液压油，使压力传感器应变面产生变形，输出相应变化的电压，经信号调理放大后输出到数据采集系统；

数据采集系统根据最小二乘法对电压和推力进行数值拟合，获取脉冲火箭产生的微小推力-时间曲线。

6.根据权利要求5所述的应变式脉冲微小推力测试方法，其特征在于，所述搭建应变式脉冲微小推力测试装置的步骤如下：

(1)根据脉冲火箭的推力频率选用压力传感器；

(2)根据脉冲火箭确定安装支架接口尺寸；

(3)根据压力传感器和安装支架的接口尺寸，确定接头的结构特征，包括与压力传感器安装的第二柱状空腔尺寸、与安装支架螺接的活塞杆螺纹尺寸；

(4)确定活塞杆的外形尺寸；

(5)确定液压油的液面高度；

(6)根据活塞杆、液压油的液面高度设计接头的第一柱状空腔；

(7)确定O型圈材料规格。

7.根据权利要求5所述的应变式脉冲微小推力测试方法，其特征在于，所述步骤(4)中，根据简谐振动弹簧模型估算活塞杆的基波频率f，其中E₀为活塞杆弹性模量，ρ为活塞杆材料密度，l为活塞杆长度。

8.根据权利要求7所述的应变式脉冲微小推力测试方法，其特征在于，活塞杆的基波频率f应大于数据采集系统的3倍以上。

9.根据权利要求5所述的应变式脉冲微小推力测试方法，其特征在于，所述步骤(5)中，确定液压油的液面高度时，将封装于接头空腔中的液压油等效为半无限长闭端管道，液压油基波频率f′按四分之一音速公式计算，即其中E_v为液压油的体积模量，ρ′液压油密度，l′为液面高度，液压油基波频率f′应大于数据采集系统的3倍以上。