[发明专利]杆式天平校准装置及校准方法

说明书

本发明公开了一种杆式天平校准装置及校准方法，包括：校准支座，其连接在光学平台上；校准下支架，其与校准支座连接；校准上支架，其通过圆销与校准下支架定位，采用螺杆拉紧；杆式天平，其尾部等直段与校准上支架的圆孔配合，采用方键Ⅰ进行周向定位，并通过螺母Ⅰ拉紧；加载套，其通过与杆式天平前端的锥部配合，采用方键Ⅱ进行周向定位，并通过螺母Ⅱ拉紧；加载环，其成对使用，通过螺钉固定成一个整环，并与加载套上的键配合，进行周向定位；轴向力加载盘，其固定在加载套上，在天平竖直状态下，可放置砝码，加载轴向力；托盘，其通过可拆卸铰链固定在加载环上，可放置砝码，加载法向力/俯仰力矩，侧向力/偏航力矩和滚转力矩。

技术领域

本发明属于航空航天试验技术领域，具体涉及一种杆式天平校准装置及校准方法，其操作简单，能快速实现六分量杆式天平的单元加载和综合加载，获得天平校准公式及其精准度。

背景技术

杆式应变天平是风洞试验中重要的测力装置，为了准确测量风洞试验中飞行器模型所受的气动载荷，必须在试验前获得杆式应变天平的工作公式，即需要进行天平静态校准。天平静态校准通常在天平校准架上开展，通过校准架上设置的加载点，施加准确的六分量载荷，建立天平的信号输出与加载载荷的函数关系，得到天平校准公式。

天平校准架由加载系统、调整系统、力源系统与控制系统等部分组成，而其中加载系统是校准设备中最重要的系统之一，主要作用是提供确定准确的载荷，包括校准台架、加载架、传力件与力源等。一般而言，天平校准架具有较强的通用性，能满足不同载荷和不同尺寸天平的校准工作，但其机械结构复杂，体积庞大，造价偏高，而且复杂的校准架意味着更长的校准周期。

应变计在杆式应变天平上粘贴安装后，需要检查应变计的输出特性，确保应变计安装的可靠性。目前，实验室中常采用人工施力的方式，得到天平受力时的大致输出和加载前后的输出变化，以此评估应变天平的性能。这种方法过于简单，仅能体现天平在非确定载荷作用下的回零性，无法全面评估应变天平的性能，诸如线性度，机械滞后等。因此，需要在天平贴片后进行准确的天平加载，以确保应变计的安装可靠性。

应变天平具有较好的长期稳定性。通常情况下，应变天平的校准工作会定期开展，如每季度，每半年。天平校准时间与风洞测力试验时间并非总是吻合，可能存在较长的时间间隔。在试验前，为确认天平的基本加载特性，需要对应变天平进行简易的加载。

为了能在上述两种情况下，快速准确地完成杆式应变天平校准工作，因此设计一种杆式天平的简易校准装置是非常有意义的。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种杆式天平校准装置，包括：

校准支座，其可拆卸连接在光学平台上；

校准下支架，其与校准支座垂直且可拆卸连接；

校准上支架，其通过定位销与校准下支架定位，且与校准下支架可拆卸连接；

杆式天平，其尾部等直段与校准上支架的圆孔配合，同时采用方键Ⅰ进行周向定位，并通过螺母Ⅰ拉紧固定于校准上支架上；

加载套，其内具有与杆式天平前端锥部相配合的锥形孔，其通过锥形孔与杆式天平前端锥部匹配连接，采用方键Ⅱ对杆式天平进行周向定位，并通过螺母Ⅱ将杆式天平拉紧固定于加载套内；所述加载套的外部沿轴线设置有对称的键结构；

加载环，其为两个成对使用的半环结构，通过螺钉固定，将两个半环连接成一个整环，并与加载套上的键结构配合，进行周向定位；通过连接两个半环的螺钉的松紧，可实现加载环在加载套轴线方向的固定；

轴向力加载盘，其可拆卸连接在加载套上，在天平竖直状态下，可放置砝码，加载轴向力；