[发明专利]一种热真空环境测试力矩值修正方法

说明书

技术领域

本发明涉及热真空环境参数测试领域，尤其是一种力矩值修正方 法。

背景技术

热真空试验是指在空间的真空、冷黑和太阳辐射环境，即在规 定的真空和热循环条件下验证机构或装置的功能和性能的一种试验。 通常将被测机构或装置放入真空罐内，通过专用热真空设备实现所需 的环境。在热真空试验中，机构或装置的力矩测试往往是很重要的一 个指标。

由于被测机构或装置在热真空环境中，由于普通传感器在热真空环 境下无法正常使用，因此常温常压下很容易做到的测量就非常困难。 包括传感器罐内和罐外两种解决方案。罐内测试的方案是指将传感器 放在真空罐内与被测件连接。罐外测试是指通过磁流体密封轴将力矩 传递到真空罐外部，在真空罐外，即常温常压环境下装传感器进行测 试的方法。罐内测试时，简单的方案是直接在力矩传感器外采用隔热 材料保温进行测量。由于传感器不是专门为真空环境设计的，因此传 感器很容易损坏，一旦损坏测试就无法进行。另一方面，传感器标定 是在常温常压下进行的，同样的转矩在热真空环境下传感器输出值是 不一样的，而真空环境下传感器的标定又很难进行，因此测试数据可 信度值得怀疑。

另一种方案是设计专用的适用于热真空环境的传感器。但是该方法 涉及到传感器设计、加工、安装、量传、标定等多方面问题，尤其对 于高精度转矩传感器的几乎无法实现。由于罐内测量时传感器直接和 被测件连接，转矩测试路径短，无额外增加的阻尼及其它损耗，因此 测试值能直接反应被测机构或装置的力矩值。但同时热真空环境下的 传感器本身精度可能较差。目前大多数测试都采用罐外安装传感器的 方式实现。

磁流体密封轴采用磁性流体作为密封，具有传统密封方式所不能比 拟的优点。密封装置由永磁体、磁极、磁回路、磁性流体和轴组成。 磁极与旋转轴之间的间隙成为密封间隙，在其内部充入磁性流体。永 磁体的磁场经过密封间隙。由于极尖下磁场最强，因而磁性流体集中 于极尖处，在密封间隙内形成液体“O”形密封环。从而将环两边隔开， 起到密封的作用。磁场中的磁流体受到磁场力的作用，在无外力作用 时，磁性流体将保持在磁场最强的区域内。在外力的作用下，磁性流 体的位置和形状将发生变化，引起磁场力的变化，磁场力与外力相平 衡。使磁性流体处于新的平衡状态。

发明内容

为了克服已有热真空环境参数测试系统的无法对力矩值进行有效 修正的不足，本发明提供一种能够有效修正力矩值的热真空环境测试 力矩值修正方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种热真空环境测试力矩值修正方法，两个相同的磁流体密封轴 同轴安装在真空罐的两侧，所述两个磁流体密封轴各安装一个转矩传 感器，一根磁流体密封轴左侧安装第一左转矩传感器，一根磁流体密 封轴右侧安装第一右转矩传感器，所述第一左转矩传感器位于罐外， 所述第一右转矩传感器位于罐内；另一根磁流体密封轴的左侧安装第 二左转矩传感器，另一根磁流体密封轴右侧安装第二右转矩传感器， 所述第二左转矩传感器位于罐内，所述第二右转矩传感器位于罐外； 所述力矩值修正方法包括以下步骤：

(1)、在常温常压下，一根磁流体密封轴与驱动机构连接，另一根磁 流体密封轴与加载机构连接，测量第一左转矩传感器和第一右转矩传 感器的差值N′_a，另一根磁流体密封轴与驱动机构连接，一根磁流体密 封轴与加载机构连接，再次测量第二右转矩传感器和第二左转矩传感 器的差值N′_b，其中：

N′_a＝N_a1+N′_a2

N′_b＝N_b1+N′_b2

上式中，N_a1是一根磁流体密封轴的左侧产生的摩擦力矩，该摩擦力矩 在罐外，工作在常温常压环境下；N′_a为一根磁流体密封轴右侧产生的 摩擦力矩，工作在常温常压环境下；N_b1是另一根磁流体密封轴的右侧 产生的摩擦力矩，该摩擦力矩在罐外，工作在常温常压下；N′_b为另一 根磁流体密封轴的左侧产生的摩擦力矩，工作在常温常压环境下；