[发明专利]负阶跃力试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种负阶跃力试验系统。

背景技术

卫星的发射及空间方位的变换是依靠控制发动机的点火时间和方向来控制的。在应用一台发动机之前需要利用传感测试系统进行大量的检测试验以准确测定发动机的推力情况，检验发动机的性能。在传感测试系统的研制过程中需要对其进行技术检定，同时在使用中或存储后也要进行性能复测，称为标定或校准。标定和校准的实质都是在明确传感器输出与输入关系的前提下，利用标准器具对传感器进行标度。传感测试系统标定可分为静态标定和动态标定。动态标定主要是研究传感器的动态响应以及与动态响应有关的参数。传感器的动态标定系统一般由标准力源、标准传感器、信号调节器以及采集系统组成。根据标准动态力发生装置输出力信号的形式可以分为稳态正弦激振力源，脉冲式力源和阶跃式力源。由于阶跃信号具有相当宽的有效频带，因此可以对高频响的传感器进行试验，并在试验中激发传感器的固有振动。更重要的是，阶跃式力源容易实现，尤其是负阶跃力，从而使负阶跃力源在传感器的动态标定中得到广泛的应用。

浙江大学研制的“1200KN标准负阶跃力源系统”，采用的是落锤冲击卸荷的方法来产生负阶跃力。具体的结构如图8所示：负阶跃力源系统，包括支座3’，支座3’下方放置待测力传感器4’，待测力传感器4’下方依次设置垫块5’，卸荷部件6’和施力部件7’，垫块5’和支座3’之间设有冲杆2’，落锤1’对准冲杆2’做自由落体运动；施力部件7’将卸荷部件6’、垫块5’和待测力传感器4’向支座3’压紧。施力部件产生的压紧力F₀通过卸荷部件和垫块施加在待测力传感器上，使待测力传感器承受所需的静荷载。当落锤1’落下与冲杆2’发生碰撞，撞击力通过冲杆2’传递给垫块5’，垫块5’因此受到与静荷载相反的作用力。一方面，垫块在撞击力的作用下向下运动而脱离传感器，使传感器受力变小直至为零；另一方面，使卸荷部件动作，从而使垫块收到的向上的作用力逐渐减小直至为零，从而加速垫块向下运动。但是，这种负阶跃力源系统存在以下缺点：1、卸荷部件通常为易断裂的脆性材料，因此施力部件产生的压紧力F₀必须在卸荷部件能够承受的范围之内，也就是初始的静荷载受限，初始作用力不大。2、卸荷方式采用落锤冲击致使脆性材料断裂的方式，很难保证短的下降时沿。3、由于垫块的作用，实际作用在力传感器上的力下降沿时间大于材料断裂时间，且下降沿时间不可调。

发明内容

为克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种初始力精确、初始作用力大而且力的下降沿时间可调的负阶跃力试验系统。

负阶跃力试验系统，包括被测设备，固定于被测设备上的力传感器和对被测设备施加作用力的负阶跃力发生装置；负阶跃力发生装置包括压力缸，与压力缸连接的压力控制回路，将压力缸内腔分隔为第一压力腔和第二压力腔的压力活塞，与压力活塞固定连接的活塞杆，和开设于压力缸上的卸荷口，以及与卸荷口适配以开启或关闭卸荷口的卸荷阀；

卸荷口设置于第一压力腔，活塞杆穿过第二压力腔，活塞杆的外露端顶推被测设备，力传感器感应活塞杆与被测设备之间的压力。压力控制回路控制活塞杆顶推被测设备的压力。

进一步，第一压力腔内设有向压力活塞方向延伸的凸台，凸台与压力缸之间有空隙，该间隙连通压力控制回路和泄压口。

或者，第一压力腔的内壁向内延伸形成环形台阶，环形台阶上设有连通内腔与压力控制回路连接的连接通道，泄压口开设于环形台阶上。

进一步，卸荷阀包括与卸荷口适配的阀体、阀体安装座和带动阀体运动以封闭或开启卸荷口的卸荷机构；阀体可滑动地安装于阀体安装座上；

所述的卸荷机构包括液压缸、与液压缸适配的液压活塞和阀体的顶推机构，液压活塞与顶推机构连接；液压缸与阀体安装座固定连接。

进一步，液压活塞的外表面设有一圈向外延伸的凸缘，凸缘将液压缸内腔分隔为第一液压子腔和第二液压子腔，两个液压子腔分别与控制液压活塞上下运动的液压控制回路连接。

进一步，液压活塞轴向设有通孔，液压活塞和阀体安装座配合形成推动阀体的顶推液压腔；

液压缸设有进液通道和出液通道，进液通道和出液通道选择性地与顶推液压腔连通。

进一步，液压缸具有三段阶梯孔，第一段阶梯孔与液压活塞适配，第二段阶梯孔与凸缘适配，第三段阶梯孔与液压活塞之间有间隙，第二段阶梯孔位于第一段阶梯孔和第三段阶梯孔之间；

第二段阶梯孔上设有盖板，盖板和第二段阶梯孔形成液压缸内腔，液压活塞贯穿盖板并与盖板密封连接；

第一段阶梯孔连通进液通道，第三段阶梯孔连通出液通道。