[实用新型]一种面向动量轮的三自由度振动频谱测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种振动频谱测量系统，尤其涉及一种面向动量轮的三自由度振动频谱测量系统，主要应用于空间应用动量轮的振动信号测量。

背景技术

作为卫星的高频振动源，动量轮的振动问题是制约航天器姿态控制精度和稳定度提高的主要因素之一。早在上世纪70年代美国就开始了动量轮振动测量技术的相关研究工作，研究动量轮的振动特性。近些年来日本也开展了动量轮振动问题的研究并开发了一套气浮式振动测量系统。国外所研究的动量轮振动测量技术均采用直接测量方式，这种测量方式测量精度比较高，但是由于动量轮的机械安装接口比较固定，不利于针对不同接口的动量轮进行测量。国内目前尚没有开展面向动量轮振动的测量技术研究，在相关研究课题中主要参考国外发表文献中所给出的动量轮振动数据进行有关研究。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种面向动量轮的三自由度振动频谱测量系统，通过将动量轮安装在振动传递装置上即可进行多种型号动量轮的三自由度振动测试，该测量系统结构组成简单、使用灵活，操作方便。

本实用新型的技术解决方案是：一种面向动量轮的三自由度振动频谱测量系统，包括振动传递装置、三轴传感器、动态信号分析仪、数据处理计算机，动量轮、三轴传感器均安装在振动传递装置上，三轴传感器通过振动传递装置测量动量轮与振动传递装置的振动信号，动态信号分析仪接收三轴传感器的输出振动信号和测量系统的脉冲频响特性信号并进行频谱分析，数据处理计算机与动态信号分析仪相连接得到动量轮的振动频谱。

所述的振动传递装置由对称分布的两块支承板和安装板组成，安装板焊接在距支承板一侧三分之一距离处，支承板通过压板固定在试验台上；安装板的上部均布四个螺钉孔和一个传感器定位孔，动量轮通过四个螺钉安装在安装板上，三轴传感器通过传感器定位孔安装在安装板上，所述三轴传感器的Z轴与动量轮的旋转轴保持同轴，Y轴固定在竖直方向，X轴固定在水平方向。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型中以动量轮作为测量对象，提供了动量轮振动测量的一种手段，通过将动量轮和三轴传感器安装在振动传递装置上，有利于三轴传感器的固定和测量，由于振动传递装置结构形式灵活，简单，操作方便，并有利于批量化生产和装配，较国外的测量技术更具有可推广性，通过改变振动传递装置的机械结构、尺寸和形式能够使其推广应用到不同系列的航天机电部件和驱动机构振动测量工作中。

附图说明

图1为本实用新型的系统组成图；

图2为本实用新型动量轮、三轴传感器与振动测量装置的安装示意图；

图3为本实用新型测量系统的脉冲频响特性图，其中3(a)为测量系统X方向的脉冲频响特性图，图3(b)为测量系统Y方向的脉冲频响特性图，图3(c)为测量系统Z方向的脉冲频响特性图；

图4为本实用新型动量轮振动数据补偿前后的频谱图，图4(a)为动量轮振动数据补偿前的频谱图，图4(b)为动量轮振动数据补偿后的频谱图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括振动传递装置、三轴传感器、动态信号分析仪、数据处理计算机，三轴传感器通过振动传递装置测量动量轮与振动传递装置的振动信号，动态信号分析仪接收三轴传感器的输出振动信号和测量系统的脉冲频响特性信号并进行频谱分析，数据处理计算机利用动态信号分析仪输出的频谱分析结果得到动量轮的振动频谱。

其中三轴传感器采用三自由度集成IC压电式加速度传感器，用于测量动量轮振动加速度信号。

如图2所示，振动传递装置采用L型结构，包括对称分布的两块支承板1和安装板2两部分，支承板1和安装板2通过焊接方式连接，支承板1通过压板4固定在试验台5上，以使振动传递装置能够保证安全地支承动量轮6，并具有良好的振动传递性能。动量轮6的安装接口由安装板2提供，在安装板2上部直径为70mm的圆周上均布四个螺钉孔，动量轮6与安装板2通过四个螺钉安装，为了提供足够的动量轮安装空间，安装接口圆心距支承板1的底部大于200mm。安装板2焊接于距支承板1一侧三分之一距离处，以保证动量轮6安装后整个振动传递装置重心稳定，保障测量安全。三轴传感器3安装在安装板2未安装动量轮的一侧，由安装板2提供螺孔定位，传感器的Z轴与动量轮6的旋转轴保持同轴，传感器Y轴固定在竖直方向，传感器X轴固定在水平方向。