[发明专利]光纤光栅五分量测力天平及测量方法

权利要求书

1.光纤光栅五分量测力天平，它主要由固定端(1)、模型安装锥面(3)及天平应变梁组成，在所述固定端(1)侧面设有键槽(2)，其特征在于：在所述天平应变梁上组桥采用五分量复合敏感元件(4)，在所述五分量复合敏感元件(4)的各应变梁的前端和后端分别粘贴有光纤光栅传感器(5)。

2.根据权利要求1所述的光纤光栅五分量测力天平，其特征在于：所述光纤光栅传感器(5)的粘贴位置，靠近固定端的叫做后端，另一端为前端。

3.根据权利要求1所述的光纤光栅五分量测力天平，其特征在于：所述光纤光栅传感器(5)0号的粘贴位置，为刚性强度忽略变形的部位。

4.光纤光栅五分量测力天平的测量方法，该方法的实现步骤为：将固定端(1)作为天平与测量转角机构的连接段，键槽(2)用于与实验转角机构定位；五分量复合敏感元件(4)用来粘贴光纤光栅传感器(5)测量气动力耦合梁；所述模型安装锥面(3)为天平与模型的配合面；模型的气动力载荷由此配合面传到天平测量元件上；将0号光纤光栅传感器(5)粘贴到天平固定端(1)头部；在对应设计位置粘贴其他光纤光栅传感器(5)，保证光栅变形与天平应变梁同步变形；

校准天平的五分量复合敏感元件(4)，求出天平的校准系数；

在飞行器模型表面覆盖等离子体，通过激励电压、频率、相位以及电极分布的控制，控制表面等离子体内的电子密度以及等离子体的运动方向和流向；从而影响边界层里中性粒子的速度和附着能力，使飞行器机体表面流场发生改变；用光纤光栅传感器代替普通应变片，通过对光栅变形来测量天平应变梁的同步变形，实现测量作用在模型上的空气动力载荷，即力与力矩的大小、方向与作用点。

5.根据权利要求4所述的光纤光栅五分量测力天平的测量方法，其特征在于：所述五分量复合敏感元件(4)的各应变梁的测量点包括Y-升力元、Mx-转力矩元、My-偏航力矩元、Z-侧力元及Mz-抬头力矩元。