[发明专利]一种微小冲量测量装置

说明书

技术领域

本发明属于空间推力器测试领域，具体涉及一种微小冲量测量装置。

背景技术

脉冲等离子体推力器PPT具有比冲高、功耗低、结构简单、能够精确产生微小控制力等优点，被用以微小卫星轨道控制、星座编队飞行等任务。PPT的研究和应用都离不开对其产生的微小冲量的精确测量。

PPT产生的冲量非常小，一般为几十到几百微牛秒，冲量测量过程中干扰因素大，因此需要特别设计一种装置来测量PPT产生的冲量。

发明内容

本发明的目的在于设计一种微小冲量的测量装置，来测量空间微小推力器，如PPT产生的冲量。

本发明所述的微小冲量测量装置一种微小冲量测量装置，包括静架、中心轴、动架、电磁力校准机构、配重、位移传感器；其中，静架上安装有中心轴，中心轴上套接有动架，动架上安装有电磁力校准机构与配重，还安装有位移传感器。

所述静架包括底座、调整圆脚、调整片、支架A、支架B、上连接板、动架支座、电线布置板。底座为水平平台，底座的上表面与下面的分别均匀对称安装有调整片与调整圆角，调整圆角与调整片间通过螺杆螺纹连接；底座上表面两侧边处分别安装有支架A、支架B，底座上表面另一侧边处固定安装有动架支座；支架A与支架B上端通过上连接板固定连接，使支架A与支架B上端的相对固定；上连接板上方安装有电线布置板。

所述中心轴包括底盘、第一枢轴、第一开口环、第一环套、第一枢轴夹具、主轴、第二开口环、第二环套、第二枢轴、第二枢轴夹具与上盘、垫片。

底盘上开有中心孔，第一枢轴下端通过中心孔与底盘间相互定位，底盘与第一枢轴下端间设置有垫片；第一枢轴上由下至上依次套接有第一环套与第一开口环，通过第一开口环和第一环套将第一枢轴与底盘相对固定；主轴下部开有中心孔，第一枢轴上端通过中心孔与主轴相互定位，主轴与第一枢轴上端间设置有垫片。并通过主轴下部固定安装的第一枢轴夹具将第一枢轴夹紧，使第一枢轴与主轴相对固定；主轴上端开有中心孔，第二枢轴下端通过中心孔与主轴相互定位，第二枢轴与主轴之间设置有垫片；第二枢轴上由上至下依次套有第二环套与第二开口环，第二枢轴通过第二开口环和第二环套固定于主轴；上盘下端有中心孔，第二枢轴上端通过中心孔与上盘相互定位；上盘下部固定有第二枢轴夹具，通过第二枢轴夹具将第二枢轴上端夹紧，使第二枢轴与上盘相对固定；中间轴安装在静架中底座上表面中心处与连接板之间。

所述动架为长板，固定套接在中心轴中的主轴上，动架的短边中心点位于主轴的轴线上，动架与静架中动架支座上固定连接；动架的一端安置电磁力校准机构与配重，电磁力校准机构与配重。

将待测微小冲量推力器放置在动架一端，脉冲等离子体推力器工作时，产生的微小冲量会使得动架发生摆动，通过位移传感器获得动架摆动的位移信号，从而得到动架摆动的最大位置。根据电磁校准机构得到的动架的偏转位移与电磁力的关系，以及测量得到的动架摆动的周期，最终得到待测微小冲量推力器产生的冲量。

本发明的优点在于：

(1)动架绕中心轴转动不存在摩擦；

(2)电磁力校准机构为非接触式，并具有均匀稳定的内部磁场；

(3)推力器的安装简单方便，推力器所需电源线布置带来影响消除；

(4)电磁阻尼电路产生的阻尼系数可以根据测量要求进行调节。

附图说明

图1为本发明微小冲量测量装置结构示意图；

图2为本发明微小冲量测量装置中静架结构示意图；

图3为本发明微小冲量测量装置中中心轴结构示意图；

图4为本发明微小冲量测量装置中电磁力校准机构结构示意图；

图5为电磁力校准结构中永磁机构爆炸图。

图中：

1-静架               2-中心轴            3-动架              4-电磁力校准机构

5-配重               6-位移传感器        101-底座            102-调整圆脚

103-调整片           104-支架A           105-支架B           106-上连接板

107-动架支座         108-电线布置板      109-支撑台          110-动架固定杆

201-底盘             202-第一枢轴        203-第一开口环      204-第一环套

205-第一枢轴夹具     206-主轴            207-第二开口环      208-第二环套