[发明专利]一种微小电磁力检测装置

摘要

本发明提供了一种微小电磁力检测装置，属于传感、测控领域，特别涉及输出推力为mN级或μN级电火箭及离子火箭发动机推力测试系统的静态标定。该装置包括支撑架、滚珠丝杠、位置显示器、电子天平、铁块以及由它们组成的检测系统。本发明的优点是能够精确地控制通电线圈与被吸引铁块之间的距离；并能保证通电线圈与被吸引铁块间的吸力位于电子天平中心位置处。本装置能够实现通电线圈与被吸引铁块间的距离以及两者之间微小吸力的检测，并且通过以上测量结果能够建立通电线圈与被吸引铁块间的距离以及两者之间微小吸力的函数关系。

主权项

1.一种微小电磁力检测装置，其特征在于，该微小电磁力检测装置包括线圈固定装置(1)、铁块(2)、防风玻璃罩(3)、电子天平(4)和电源箱(5)；线圈固定装置(1)置于电子天平(4)上，铁块(2)置于电子天平(4)的托盘上，并整体置于防风玻璃罩(3)中，线圈固定装置(1)上的线圈由电源箱(5)供电；线圈固定装置(1)包括支撑架(1‑11)、丝杠(1‑10)、滚珠丝杠螺母(1‑5)、线圈固定板(1‑7)、线圈(1‑8)、位置显示器(1‑1)、紧定螺钉(1‑2)、卡簧(1‑3)、推力球轴承(1‑4)、第一螺钉(1‑6)、第二螺钉(1‑9)、限位轴(1‑12)、第一螺母(1‑13)、第二螺母(1‑14)、螺栓(1‑15)、活动上板(1‑16)、第三螺母(1‑17)和通孔梅花手柄旋钮(1‑18)；支撑架(1‑11)由竖直固定板、上固定板和下固定板组成；竖直固定板上端设有4个槽孔；上固定板两侧设有加强筋，以增加其强度；上固定板上设有沉头孔和推力球轴承安装孔；卡簧(1‑3)安装在位于推力球轴承(1‑4)上方丝杠的卡簧(1‑3)安装槽内；推力球轴承(1‑4)由卡簧(1‑3)和上固定板限位；下固定板为矩形板，该矩形板上设有1个阶梯孔和1个丝杠限位孔，由第一螺母(1‑13)通过阶梯孔固定限位轴(1‑12)，丝杠限位孔用于限制丝杠的轴向位移；该矩形板下端面设有下半圆槽，上端面设有上半圆槽，下半圆槽用于与电子天平(4)的托盘配合，上半圆槽与下半圆槽相通，上半圆槽半径小于下半圆槽半径是为了满足狭小空间内设置沉头孔和丝杠限位孔的同时不影响铁块的安放；丝杠(1‑10)分为固定部分和工作部分，工作部分插入下固定板丝杠限位孔中；位于推力球轴承(1‑4)下端与上固定板下端面之间的丝杠(1‑10)轴径为其轴径最大处，用于限制丝杠(1‑10)的轴向位移；位于推力球轴承(1‑4)上端丝杠上设有卡簧(1‑3)安装槽；卡簧(1‑3)安装槽上方丝杠(1‑10)上铣有一个平面通过紧定螺钉(1‑2)与位置显示器(1‑1)锁紧固定，丝杠(1‑10)顶端采用螺纹与通孔梅花手柄旋钮(1‑18)连接，并通过第三螺母(1‑17)固定；线圈固定板(1‑7)上设有4个螺纹孔、1个通孔和1个沉头孔，线圈固定板(1‑7)由第二螺钉(1‑9)通过4个螺纹孔贯穿固定在滚珠丝杠螺母(1‑5)上，限位轴(1‑12)穿过线圈固定板(1‑7)上的通孔，用来限制线圈固定板(1‑7)的周向位移，通过置于沉头孔内的第一螺钉(1‑6)将线圈固定板(1‑7)与线圈(1‑8)固定；限位轴(1‑12)两端为螺纹，中间为光轴，其依次穿过上固定板、线圈固定板(1‑7)和下固定板，其上、下端通过置于上固定板和下固定板沉头孔内的第一螺母(1‑13)分别与上固定板和下固定板固定；活动上板(1‑16)为“T”字型结构，分为“T”字横向板和“T”字竖向板；“T”字横向板由螺栓(1‑15)、垫片和第二螺母(1‑14)通过4个槽孔固定在竖直固定板上；“T”字竖向板上设有1个限位孔和一个通孔，限位孔用于与位置显示器(1‑1)上端固定柱配合，限制位置显示器(1‑1)的周向位移，通孔用于使丝杠(1‑10)穿过活动上板(1‑16)的“T”字竖向板，以便在丝杠(1‑10)上端安装通孔梅花手柄旋钮(1‑18)。