[发明专利]适用于微推力器测试系统电磁测力器的标定装置及方法

摘要

本发明提供一种适用于微推力器测试系统电磁测力器的标定装置及利用所述标定装置获取电流和电磁力矩关系的方法，包括支架、二维调节器、电磁测力器、传力杆、悬丝、重物、非导磁载物台和电子分析天平；当稳流电路为电磁测力器提供工作电流时，电磁测力器产生的电磁力矩使得传力杆对悬丝产生一个Z方向上的拉力；电磁测力器、传力杆、悬丝和重物组成一个杠杆装置；电子分析天平用以测量重物受到的拉力；该标定装置采用安培定律和力矩平衡原理，将电磁测力器产生的微小电磁力转化为对重物的拉力，再用电子分析天平显示出重物的示数变化值，计算出重物受到的拉力，从而得到待测电磁力矩，整个标定过程的操作、控制和使用简便、易于掌握。

主权项

一种适用于微推力器测试系统电磁测力器的标定装置，其特征在于：包括支架(31)、二维调节器(7)、电磁测力器(11)、传力杆(12)、悬丝(13)、重物(14)、非导磁载物台(15)和电子分析天平(1)；其中，所述电磁测力器(11)外接稳流电路，稳流电路为电磁测力器提供工作电流；支架底座(2)置于电子分析天平(1)的底座上；支架由左、右支撑杆(4)、水平支撑杆(5)和固定杆(6)组成，固定杆(6)用于连接支架(31)和二维调节器(7)，固定杆(5)和水平支撑杆(6)相互垂直；支架(31)的左右底座上配置有手动水平位移台，手动水平位移台的底座位移旋钮(3)用于使二维调节器在Y方向上移动；二维调节器(7)的二维调节器固定杆(17)上固定着电磁测力器(11)，二维调节器X方向位移旋钮(9)和Z方向位移旋钮(10)分别用于使电磁测力器(11)在X和Z方向上移动；传力杆(12)一端上的小孔与悬丝(13)的一端固定连接，传力杆(12)另一端固定在电磁测力器的转轴(26)前半段上且配置有平衡锤，当传力杆绕转轴(26)转动时，转动部分的重心落在转轴(26)上；电磁测力器的调偏旋钮(22)也固定在转轴(26)前半段上，通过转动调偏旋钮(22)使其带动转轴(26)转动，从而使得传力杆(12)转动完成调偏操作；悬丝未与传力杆(12)连接的一端固定连接着重物(14)；重物搁置在非导磁载物台(15)上，并和非导磁载物台一起放置在电子分析天平托盘(16)上；通过旋转手动水平位移台和二维调节器的位移旋钮，使得电磁测力器悬空置于电子分析天平托盘正上方位置，传力杆在XOZ平面内转动；转动调偏旋钮(22)，使得传力杆(12)、悬丝(13)和重物(14)的位置关系如下：传力杆指向X方向，传力杆、悬丝和重物三者在XOZ平面内，且悬丝和传力杆相互垂直；电磁测力器的线圈通过恒定电流时，产生的电磁力矩等于重物的“变化重力矩”，其中，电磁力矩为位于匀强磁场中的线圈通过电流时产生的电磁力F1与线圈的宽度L1的乘积；重物的“变化重力矩”为电子分析天平的示数变化值ΔM、重力加速度g和传力杆的小孔距电磁测力器的转轴(26)的距离L2三者的乘积；所述重物的选取原则为：重物的重力矩mg·L2不小于电磁测力器产生的电磁力矩F1·L1，使得传力杆在整个测力过程的指向均为X方向，其中m为重物质量，g为重力加速度。