[发明专利]一种用于校准风洞天平温度影响参数的高低温试验箱

说明书

本发明公开了一种用于校准风洞天平温度影响参数的高低温试验箱，属于传感器环境模拟测试设备。具体包括六大部分：包括温控箱、温控箱支撑框架、天平支撑装置、六自由度调整加载头、砝码盘；被校准风洞天平安装在温控箱内，通过温控箱可以调节风洞天平周围的环境温度。温控箱支撑框架由方钢焊接而成，主要作用为留出加载空间和方便人工安装和操作。天平支撑装置和六自由度调整加载头可实现天平的六自由度姿态和载荷匹配关系的调整，并将砝码盘的连杆调整到合适位置。六自由度调整加载头实现在天平上进行6分量载荷同时加载。

技术领域

本发明属于航空航天空气动力学实验测试技术领域，是一套完整的风洞天平温度影响参数校准和检测系统。

背景技术

风洞应变天平是航空航天飞行器风洞测力试验的核心仪器设备，在风洞流场中测量飞行器模型上的气动力。常规风洞天平用于测量全机/全弹的气动力，特种天平一般用来测量翼面、舵面、外挂物上面的气动力或者喷流等特殊工况下的气动力。为了准确模拟飞行器流场，风洞的流场总温一般为-50℃～1500℃，风洞天平在模型内部，周围的环境温度变化幅度一般为-50℃～100℃，使风洞天平材料的弹性模量和应变计、导线的电阻率产生变化，风洞天平的零载荷读数和灵敏度都会产生很大漂移。温度变化对风洞天平测力试验影响很大，温度修正的精准度、可靠度直接影响风洞天平测力试验的精准度、可靠度。

航空航天技术的发展，离不开风洞气动力测试技术的支撑。目前要想得到更多环境的飞行器受力情况，越来越多的实验要求风洞天平在各种温度下都能准确测量到飞行器的受力情况，因此，本发明研制出一套用于校准风洞天平在不同温度下的信号漂移参数和灵敏度漂移系数的高低温试验系统，可以用于修正风洞天平在不同温度下的试验数据。

风洞天平温度影响修正是风洞天平研制工作中重要的一项内容，以往的做法是通过增加温度补偿电阻丝减小风洞天平读数的温度漂移，不进行专门的校准，忽略天平灵敏度系数的漂移，风洞天平温度修正方法存在一定系统误差。随着航空航天飞机设计对风洞试验数据精准度的要求日益提高，风洞的温度影响成为了飞行器风洞试验中无法忽略的因素，国内外逐渐开展风洞天平温度影响校准工作。美国兰利中心、德国ETW的做法是将风洞天平静态校准系统中的加载头和天平置于温度试验箱中，在不同的温度下开展天平校准；日本JAXA的做法是将整个风洞天平静态校准系统置于一个可控温度环境中，调整整个空间的温度后进行天平校准。美国和德国做法的缺点是校准系统结构复杂，校准效率低；日本做法的缺点是整个校准系统质量和温控负载太大，能耗高，效率低。中国航天空气动力技术研究院在2015年被授权了应变天平温度影响校准系统(专利号：201310718447.8)，使用低温电机和机械装置，可以在低温试验箱中对风洞天平的轴向力和滚转力矩两个分量进行温度影响校准，缺点是-50℃以下电机功率和设备机械效率都严重降低，无法正常运行。国内其他单位目前没有公开发表的成熟的风洞天平温度影响系数校准系统。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种风洞天平温度影响参数的校准和检测系统，它能够有效、准确的获得温度对风洞天平零载荷读数和灵敏度系数的影响系数。

本发明解决技术的方案是：一种用于校准风洞天平温度影响参数的高低温试验箱，该试验箱包括温控箱、温控箱支撑框架、天平支撑装置、六自由度调整加载头、砝码盘；