[发明专利]一种基于力矩平衡原理的质量测量方法和装置

说明书

一种基于力矩平衡原理的质量测量装置及方法，包括主刀，用以支撑杠杆及其上方的部件并保持平衡；位移器判断杠杆的平衡位置，电磁力矩器测量时配重砝码粗配后的测量装置平衡，被测产品放置在产品工装上并紧固连接，产品工装固定在滑块上，滑块沿导轨自由滑动，锁紧块用于被测产品滑动到位后的锁紧固定，导轨固定在杠杆上，激光位移传感器测量被测产品沿导轨的位移量，顶升机构将杠杆及其上方部件顶起，从而脱离主刀，顶升机构上方的称重传感器粗测被测产品的质量和质心位置，使自动加载系统加载合适的配重砝码，副刀为配重砝码提供准确的力点位置。

技术领域

本发明属于质量测量领域，具体涉及一种基于力矩平衡原理的质量测量方法和装置。

背景技术

质量是特体的基本属性之一，是国际单位制的基本物理量之一，质量为力、扭矩、质心、转动惯量等物理量提供溯源，这些重要物理量都是质量的导出量，力值、扭矩、质心转动惯量是航空航天领域重点监测的物理量，而质量测量的准确度提高无疑会为这些重要物理量的测量提供更准确的溯源，从而保证其测量结果及量值传递的准确度。

物体质量特性参数(质量、质心、转动惯量、惯性积)是飞行器重要飞行参数，当被测件较小时，可以方便的在其他称量设备如电子天平、电子秤等上单独称量得到，但是有一些被测件由于其结构上的原因，往往要求在一次装夹下获取所有物理参数，也有的测量台可以在一次装卡下测量得到质量、质心，转动惯量和惯性积由另一台单独的设备测量得到。测量设备进行质量测量的方法一般采用平面内三个传感器称量得到，如图1所示，在测量平台的下方均匀分布3个称重传感器，在安装产品之前，3个传感器示值分别为mA1、mB1、mC1，安装产品之后，3个传感器示值分别为mA2、mB2、mC2，则产品质量计算为m＝(mA1+mB1+mC1)-(mA2-mB2-mC2)。测量准确度主要依赖于称重传感器的精度，一般可达0.03％。。

发明内容

本发明的目的在于：通过采用力矩平衡的原理实现被测产品在一次装卡条件下质量的高准确度测量。

本发明的技术方案如下：一种基于力矩平衡原理的质量测量装置，包括主刀，用以支撑杠杆及其上方的部件并保持平衡；位移器判断杠杆的平衡位置，电磁力矩器测量时配重砝码粗配后的测量装置平衡，被测产品放置在产品工装上并紧固连接，产品工装固定在滑块上，滑块沿导轨自由滑动，锁紧块用于被测产品滑动到位后的锁紧固定，导轨固定在杠杆上，激光位移传感器测量被测产品沿导轨的位移量，顶升机构将杠杆及其上方部件顶起，从而脱离主刀，顶升机构上方的称重传感器粗测被测产品的质量和质心位置，使自动加载系统加载合适的配重砝码，副刀为配重砝码提供准确的力点位置。

一种基于力矩平衡原理的质量测量方法，包括以下步骤：

第1步：安装产品工装至滑块上；

第2步：安装完成后降下顶升机构，使用配重砝码以及电磁力矩器对产品工装进行配平，假设此时配平载荷为m₁；

第3步：将产品工装沿导轨移动一段距离，并再次使用锁紧块将其锁紧，测量得到的距离值为L₁；再次对产品工装进行配平，假设此时配平载荷为m₂；

第4步：假设副刀至主刀的刀线的水平距离为L，产品工装的质量为M_工，则产品工装的质量计算为

第5步：启动顶升机构顶起杠杆，将被测产品恢复至初始位置，安装被测产品并紧固在产品工装上，得到被测产品的粗测质量值M’；

第6步：安装完成后降下顶升机构，对产品工装进行配平，假设此时配平载荷为m₃；

第7步：将被测产品沿导轨移动一段距离，并再次使用锁紧块将其锁紧，测量得到的距离值为L₂；