[发明专利]一种应变式脉冲微小推力测试装置及方法

说明书

一种应变式脉冲微小推力测试装置及方法，通过安装支架固定脉冲火箭，安装支架与活塞杆相连，利用活塞杆和液压油传递脉冲火箭的微小推力，调节试验平台的水平度确保脉冲火箭产生的微小推力与活塞杆运动方向一致；利用压力传感器获取微小推力信号，达到脉冲火箭微小推力测试要求；根据压力测试精度需要和O型圈摩擦力计算公式选用O型圈；设计合理的排气孔，排除液压油中的空气成分。通过最小二乘法对推力产生的电压信号进行标定，获取脉冲火箭产生的微小推力‑时间曲线。本发明响应频率高、抗干扰能力强，能够获取完整的脉冲火箭微小推力‑时间曲线，重复特性好，多次测量偏差小，消除了脉冲火箭工作时冲击诱发干扰信号的不利影响。

技术领域

本发明属于固体火箭发动机推力测试技术领域，涉及一种应变式脉冲微小推力测试装置及方法。

背景技术

脉冲火箭工作时产生的推力具有以下特点：一是频率高，二是推力小，三是持续时间短。目前，脉冲火箭产生的微小推力主要通过应变式推力传感器进行测试。其原理为：将四个电阻应变片粘贴在传感器的柱形感应面上，四个电阻应变片阻值相等，按照惠斯通等臂桥构成测试电路。脉冲火箭工作时挤压传感器的感应柱，使其发生形变，引起应变片的电阻值发生变化，惠斯通电路输出相应变化的电压，经调理放大后，输出到采集系统，采集系统根据电压与推力的换算关系输出对应的推力-时间曲线。

应变式推力传感器技术成熟、工作可靠，在静力测试中被广泛应用，对燃烧时间长、燃烧推力大的火箭也有良好的测试效果。但将其应用到脉冲火箭的微小推力测试时则存在以下几个方面的问题：

(1)测试时，需确保脉冲火箭的安装支架与推力传感器的感应柱端面紧密贴合，否则火箭工作时支架与传感器撞击形成的冲击信号将覆盖推力信号，影响数据的分析和判读；

(2)应变式推力传感器响应频率低，测得的脉冲火箭推力-时间曲线与内弹道理论计算值差异巨大，测试结果无法满足技术要求；

(3)应变式推力传感器抗干扰能力弱，而脉冲火箭工作时会产生多种类型的干扰信号，由于脉冲火箭的推力小，导致测试结果的信噪比很低，脉冲火箭的推力信号极易被干扰信号湮没形成强烈的振荡波形，影响测试结果判读。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种应变式脉冲微小推力测试装置及方法，解决脉冲火箭微小推力测试面临的干扰问题。

本发明解决技术的方案是：

一种应变式脉冲微小推力测试装置，包括压紧密封垫、接头、压力传感器、试验平台、活塞杆、安装支架；

接头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；活塞杆周向加工有两个沟槽，沟槽内装有O型圈，活塞杆一端插入接头的第一柱状空腔中，活塞杆与接头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，排出接头中的空气后将压力传感器螺纹安装在接头的第二柱状空腔中；压力传感器通过信号调理放大器与数据采集系统相连；

试验平台通过地脚螺钉固定在T型台面上，接头螺纹连接在试验平台顶部，安装到位后，压力传感器位于活塞杆下方，活塞杆另一端穿过试验平台与位于试验平台上方的安装支架一端固连；测试时，所述安装支架另一端与脉冲火箭固连。

优选的，接头上加工有排气孔，在第二柱状空腔底部设置压紧密封垫后，向接头空腔中倒入液压油，直至排净接头中的空气。

优选的，试验平台为几字型，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，所述水平尺用于测量顶部水平面的水平度。

优选的，所述排气孔底面与液压油液面高度齐平，直径1～2mm。

利用所述装置的应变式脉冲微小推力测试方法，包括：

搭建应变式脉冲微小推力测试装置；