[发明专利]一种可测量持续推力的微推力测试装置

说明书

本发明为包括一种可测量持续推力的微推力测试装置，该装置包括摆臂主体、伸缩臂、枢轴、挠性轴及其固定夹套、支柱、顶板、底板、压力传感器，摆臂主体与枢轴固定相对静止，枢轴上下两侧通过固定夹套分别连接挠性轴并定位于顶板和底板中心，支柱位于枢轴两侧固定于顶板和底板，摆臂的一端装载微推力器同时另一端放置配重；摆臂的一端装载微推力器同时另一端放置配重；在摆臂两边各贴臂摆放一个压力传感器。本发明的装置结构简单，体积小，可放置于定制的真空环境进行测试。

技术领域

本发明涉及微推力测试领域，具体涉及一种可测量持续推力的微推力测试装置。

背景技术

在航空航天技术开始发展以来，人们主要在研究大推力发动机以满足动力需求。近些年，微小卫星因为具有制作和发射成本低、周期短、隐身性好、机动性好等优点，应用越来越广泛。然而，大推力发动机难以满足微小卫星对于姿态控制与轨道维持方面的需求，发展小推力、推力精度高的微推力器是发展微小卫星的必要需求。微推力的精确、即时测量是发展微推力器的关键技术。

常用的微推力测试平台有天平型、单摆型、悬丝型、扭摆型，它们各自有优点和不足。单摆型测试平台无法消除重力对测试结果的影响，分辨率也不高；天平型测试平台可以消除重力的影响，而且天平处于动态平衡状态，灵敏度高，但它分辨率有限；悬丝型测试平台分辨率高，体积小，但对环境噪音反应较灵敏，易受干扰。目前，国内外比较成熟的测试技术是天平型和单摆型，但只能满足mN～N量级的测试要求。

扭摆型平台可实现推力与重力分离，可测微推力器质量大，分辨率高，可满足更小量级微推力的测试。然而，在目前发表的扭摆式微推力测试装置中，因小型激光微推力器所用激光多为脉冲激光，仅有测量脉冲微推力器的冲量的微推力测试装置，还未有可测量持续推力的微推力测试装置。本发明在已有的扭摆式微推力测试装置的基础上做了改进，使其能测量并记录持续输出的微推力的大小。

根据目前国内外研究进展，扭摆式微推力测试装置的研制存在以下问题：

(1)测试范围多在mN～N量级，难以满足μN～mN量级微推力测试；

(2)测试平台难以很好地满足不同质量、推力量级的微推力器的装载测试；

(3)测试推力多为单次脉冲推力，无法测量一个持续输出的推力。

发明内容

本发明公开了一种可测量持续推力的微推力测试装置，能测量并记录持续输出的微推力的大小。而且，可以通过改变传感器的量程，测量不同能量级的推力大小。该装置在扭摆式推力器的摆臂两边贴臂对称摆放两个应变片式压力传感器，其示数可随持续微推力的变化即时变化，其敏感程度取决于传感器的敏感度，可放置于真空环境，实现μN～mN量级微推力测试，提高测试精度。

本发明的技术方案为：

一种可测量持续推力的微推力测试装置，包括在工作平台上依次设置的压力传感器、扭摆、配重、标定系统；

装置主体为扭摆，在水平方向运动，包括：摆臂主体、伸缩臂、枢轴、挠性轴及其固定夹套、支柱、顶板、底板、压力传感器，摆臂主体与枢轴固定相对静止，枢轴上下两侧通过固定夹套分别连接挠性轴并定位于顶板和底板中心，支柱位于枢轴两侧固定于顶板和底板，摆臂的一端装载微推力器同时另一端放置配重；摆臂的一端装载微推力器同时另一端放置配重；在摆臂两边各贴臂摆放一个压力传感器。

压力传感器为应变片式压力传感器，压力传感器通过底座固定在工作平台上。

力的大小作用在受力面上会使应变片产生形变，形变会导致其电阻大小发生改变，从而电流大小发生变化，电流变化的大小与力的大小是对应的。

将压力传感器接入计算机后即可直接读出电流大小。