[發明專利]負階躍力發生系統、推力測量動態特性標定裝置及方法

有效

• 申請號: 201711384653.4
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107991018B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 張建斌;鄭顯鋒;張攀;史瑋強;張海飛;張婧
• 申請（專利權）人: 西安航天計量測試研究所
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

1.一種負階躍力發生系統，其特征在于：包括電源模塊、電容器模塊及遙控模塊；

所述電源模塊包括電源及電源指示電路；所述電容器模塊包括電容器充電電路、放電電路及熔斷電路；

電源輸出端分別與電源指示電路及電容器充電電路的輸入端連接；

所述電源指示電路包括依次串聯的第一電阻(R1)及第二發光二極管(D2)，所述電源輸出端與第一電阻(R1)的輸入端連接，第二發光二極管(D2)的輸出端接地；

所述電容器充電電路包括充電開關(S1)及與充電開關串聯的充電并聯電路；

所述充電并聯電路包括相互并聯的充電指示電路及充電電路；

所述充電指示電路包括依次串聯的第三二極管(D3)、第三電阻(R3)及第四發光二極管(D4)，所述第三二極管(D3)的輸入端與充電開關(S1)的輸出端連接，第四發光二極管(D4)的輸出端接地；

所述充電電路包括依次串聯的第一二極管(D1)、第四電阻(R4)及并聯電容組，所述第一二極管(D1)的輸入端與充電開關(S1)的輸出端連接，并聯電容組的低壓端接地；

所述放電電路的輸入端連接在并聯電容組的高壓端，所述放電電路包括相互并聯的放電指示電路及放電開關控制電路；所述放電指示電路包括依次串聯的第五二極管(D5)、第六發光二極管(D6)及第五電阻(R5)，所述放電指示電路還包括第六電阻(R6)與第七電阻(R7)，所述第六電阻(R6)與第七電阻(R7)的一端均與第五電阻(R5)的輸出端連接，所述第六電阻(R6)的另一端與電源的輸出端連接，所述第七電阻(R7)的另一端接地；所述放電開關控制電路包括依次串聯的放電開關(S3)及第八電阻(R8)，第八電阻(R8)的輸出端接地；

所述熔斷電路與放電開關控制電路并聯，包括依次串聯的第七二極管(D7)及晶閘管(Q1)，所述第七二極管(D7)的輸出端與晶閘管(Q1)的陽極連接，所述晶閘管(Q1)的陰極接一個回線接線柱，另一個回線接線柱接地；所述晶閘管(Q1)的控制端通過第二電阻(R2)及觸發開關(S2)與電源的輸出端連接；

所述遙控模塊用于控制充電開關(S1)、放電開關(S3)及觸發開關(S2)的開閉。

2.根據權利要求1所述的負階躍力發生系統，其特征在于：熔斷電路中的第七二極管(D7)兩端設有信號輸出端，用于測量熔斷時刻電壓信號。

3.一種推力測量動態特性的標定裝置，其特征在于：包括權利要求1-2任一所述的負階躍力發生系統、兩段熔斷導線、測力系統、信號采集單元及數據處理單元；

所述測力系統包括傳感器固定裝置、與待測傳感器連接的電子放大器及通過回線加載在傳感器上的力源；

兩段熔斷導線的一端分別固定在回線接線柱上，兩段熔斷導線的另一端與回線接觸；

電子放大器的輸出端及負階躍力發生系統的信號輸出端均與信號采集單元連接；

信號采集單元的輸出端與數據處理單元連接。

4.根據權利要求3所述的推力測量動態特性的標定裝置，其特征在于：還包括熔斷導線固定裝置，所述熔斷導線固定裝置包括支撐部及固定部，所述固定部能夠沿支撐部實現上下左右移動，所述固定部上設有固定熔斷導線的夾具。

5.根據權利要求4所述的推力測量動態特性的標定裝置，其特征在于：還包括力傳遞機構，所述力傳遞機構包括固定座、支撐桿及定滑輪，所述支撐桿的一端固定在固定座上，支撐桿的另一端固定定滑輪，支撐桿與水平面有一定夾角。

6.根據權利要求5所述的推力測量動態特性的標定裝置，其特征在于：所述力源為標準砝碼或者是經測量的相應質量的物體。

7.根據權利要求6所述的推力測量動態特性的標定裝置，其特征在于：所述信號采集單元采用NI的數據采集卡。

8.一種利用權利要求3-7任一所述的推力測量動態特性的標定方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將被測傳感器固定在傳感器固定裝置上，將力源通過回線加載在被測傳感器上，將熔斷導線的一端固定在回線接線柱上，另一端與回線接觸；

步驟二：根據被測傳感器的參數設置信號采集單元及數據處理單元相關參數；

步驟三：給負階躍力發生系統的電源供電；

步驟四：閉合負階躍力發生系統的充電開關，給電容充電，當電容的電壓超過12V，第四發光二極管(D4)逐漸變亮，持續充電45-60秒，電容充電完成；

步驟五：充電完成后，斷開充電開關；

步驟六：閉合放電開關及觸發開關，將回線熔斷；

步驟七：熔斷完成后，斷開觸發開關，使電容放電，當第六發光二極管(D6)熄滅時，電容放電完成；

步驟八：更換不同的力源，重復步驟一至步驟七，信號采集單元采集相應的電壓信號，經數據處理單元得到被測對象的動態特性。