[发明专利]微小力的动态测量装置

摘要

本发明公开了一种微小力的动态测量装置，包含高真空热沉系统、磁悬浮转子系统、测速系统三个子系统。磁悬浮转子系统包括超导导轨、转轴、支架、叶片位于高真空热沉系统内，测速系统中反光板位于叶片上，测速系统的其他部分位于高真空热沉系统外。低温状态下，磁悬浮转子系统中的超导导轨令该子系统的其他部分即转子部分稳定悬浮，消除接触摩擦，并仅保留一个平面旋转自由度。被测推力附着在磁悬浮转子系统的每一片叶片的一面上使转子持续加速，在高真空热沉系统提供的低温高真空环境下，磁悬浮转子系统的转速时间曲线透过观察窗被测速系统获得，进一步计算得到被测推力。

主权项

1.微小力的动态测量装置，包含高真空热沉系统、磁悬浮转子系统、测速系统三个分系统，其特征在于磁悬浮转子系统包括超导导轨、转轴、支架、叶片位于高真空热沉系统内，测速系统中反光板位于叶片上，其他部分位于高真空热沉系统外，其中，高真空热沉系统包括一真空罐体，罐身内部包括一层通有液氮的热沉，热沉的腔内部为磁悬浮转子系统，磁悬浮转子系统由一环状超导导轨、一到两对支撑支架与一硬磁转子构成，硬磁转子通过支撑支架支撑在超导导轨上，硬磁转子由转轴、若干连接支架和若干叶片构成，转轴为扁平圆柱环，采用硬磁材料制成，若干连接支架为矩形长条，辐射状地一端固定连接到转轴上，另一端端部设置有叶片，叶片为矩形网状薄板，叶片上附着所需测量的持续力，并在下方角落处附着一小块反光材料，常温下，转子在支架的支撑下静置在导轨上方，在液氮维持的低温条件下，撤除支撑支架，超导导轨将托起转子，使其具有抗翻转和抗离轨的自稳定性；测速系统包括定向激光发射器、光敏探测器、微电流计、计算机，利用激光的高度准直特性，当且仅当转子的某一叶片旋转至特定位置时，叶片附着的一小块反光材料将激光沿既定方向直接反射至光敏探测器，光敏探测器通过对光信号强弱的识别，在激光未照射时，输出本底信号；当激光照射时，即输出高响应电流脉冲。