[實用新型]一種采集力和位移信號并用來計算火箭逃逸塔質心的系統

有效

• 申請號: 201420213440.0
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN203858064U
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 王濤;黃澤煥;陳永坤;張健;楊敏
• 申請（專利權）人: 北京強度環境研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01M1/12
• 分類號: G01M1/12
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 程旭輝

技術領域

本實用新型屬于火箭逃逸發動機推力矢量測量技術領域，具體涉及一種采集力和位移信號并用來計算火箭逃逸塔質心的系統。

背景技術

逃逸塔又稱逃逸飛行器，是無控飛行器，它的穩定性取決于逃逸飛行器的質心配置，推力矢量調整是要使逃逸主發動機的推力線通過給定的逃逸飛行器的質心。由于生產制造和裝配的誤差，實際上逃逸主發動機的推力線并不與逃逸主發動機的軸線重合，同時逃逸飛行器的質心也不在飛行器的軸線上。這樣，在逃逸飛行器有動力飛行過程中將產生一個繞橫軸的翻轉力矩。這個力矩屬干擾力矩，它的方向是隨機的。理論分析表明，在發射臺附近逃逸時，它使得逃逸飛行器達到設計指標的能力下降顯著；在跨音速和最大動壓附近逃逸時，它使得逃逸飛行器的攻角明顯增加，這對逃逸飛行器的載荷設計不利。可見，對逃逸飛行器主發動機的推力線進行調整，使之與逃逸飛行器質心不重合度控制在一定的范圍內可以提高逃逸飛行器性能。而要進行這一調整首先應該得到逃逸飛行器實際的質心位置。目前還未針對該問題的技術解決方案，因此要求研制出一套可以測量多路螺栓拉力信號、位移信號并用來計算火箭逃逸塔質心的系統。同時該系統還具有測量的數據存儲和實時顯示功能，用于對數據的溯源及指導逃逸塔主發動機的安裝。對此發明了本專利，本專利可以同時測量10路螺栓拉力信號，4路位移信號，并以此計算火箭逃逸塔質心。同時還具備測量數據存儲和實時顯示功能。滿足要求。目前已經交付使用。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種逃逸塔實際質心測量裝置；通過測量逃逸塔上的測力螺栓拉力和位移，計算出逃逸塔的實際質心；將測量的數據和此實際質心存儲，用于數據溯源；同時實施顯示測力螺栓拉力、位移，以指導逃逸塔主發動機的安裝。

為實現上述目的，本實用新型所采取的技術方案為，一種采集力和位移信號并用來計算火箭逃逸塔質心的系統，包括調理箱、螺栓力轉接電纜、位移電纜、采集計算機和LVDT型位移傳感器；其中，調理箱內含位移傳感器調理電路和調理電路電源，采集計算機內含測力螺栓用采集板卡和位移用采集板卡，測力螺栓用采集板卡、位移用采集板卡通過采集計算機中的PXI總線相連接；調理電路電源給位移傳感器調理電路供電，位移傳感器調理電路通過位移電纜連接位移用采集板卡；位移傳感器調理電路連接LVDT型位移傳感器，為其提供激勵電壓，同時將LVDT型位移傳感器反饋的交流電壓調理成直流電壓，并通過位移電纜傳遞給位移用采集板卡測量；測力螺栓依次通過調理箱內的導線和調理箱外的螺栓力轉接電纜連接測力螺栓用采集板卡，由測力螺栓用采集板卡給測力螺栓提供激勵電壓并測量其反饋電壓。

所述位移傳感器調理電路為AD598AD芯片配合外圍電路搭建。

所述測力螺栓用采集板卡為PXIe-4330。

所述位移用采集板卡為PXIe-6361。

本實用新型可以同時測量多路路螺栓拉力信號和位移信號，并以此計算火箭逃逸塔質心。同時還具備測量數據存儲和實時顯示功能，完全滿足試驗要求。

附圖說明

圖1是本實用新型的示意圖。

圖中，1-調理箱，2-螺栓力轉接電纜，3-位移電纜，4-位移傳感器調理電路，5-調理電路電源，6-采集計算機，7-測力螺栓用采集板卡，8-位移用采集板卡，9-LVDT型位移傳感器，10-測力螺栓。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進行進一步描述。

由圖1可見，本實用新型包括調理箱1、螺栓力轉接電纜2、位移電纜3、采集計算機6、LVDT型位移傳感器9；其中，調理箱1內含位移傳感器調理電路4和調理電路電源5，采集計算機6內含測力螺栓用采集板卡7和位移用采集板卡8，測力螺栓用采集板卡7、位移用采集板卡8通過采集計算機6中的PXI總線相連接；調理電路電源5給位移傳感器調理電路4供電，移傳感器調理電路4通過位移電纜3連接位移用采集板卡8；位移傳感器調理電路4連接LVDT型位移傳感器9，為其提供激勵電壓，同時將LVDT型位移傳感器9反饋的交流電壓調理成直流電壓，并通過位移電纜3傳遞給位移用采集板卡8測量；測力螺栓10依次通過調理箱1內的導線和調理箱1外的螺栓力轉接電纜2連接測力螺栓用采集板卡7，由測力螺栓用采集板卡7給測力螺栓10提供激勵電壓并測量其反饋電壓；本系統不包含測力螺栓10。

位移傳感器調理電路4使用AD公司的AD598AD芯片配合外圍電路搭建，測力螺栓用采集板卡7使用的是NI公司的PXIe-4330，位移用采集板卡8使用的是NI公司的PXIe-6361。