[發明專利]一種用于微推力器測試系統的標定裝置及方法

有效

• 申請號: 202010883795.0
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111964826B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 祁康成;王威屹;王小菊;曹貴川
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01L1/08
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 程江濤

1.一種用于微推力器測試系統的標定裝置，其特征在于，包括

稱重裝置，用于測量磁鐵所受作用力；所述磁鐵通過設置于所述稱重裝置的感應區表面的磁鐵支撐桿固定；

電磁測力裝置，用于模擬所述微推力器產生的微推力，通過支架懸空置于所述稱重裝置的感應區上方；所述電磁測力裝置包括中空螺線管和兩個分別纏繞在所述中空螺線管兩端的繞向相反、線圈匝數相同的線圈，所述中空螺線管豎直放置于所述稱重裝置的感應區上方，所述磁鐵位于所述中空螺線管內部；所述線圈連接穩流電路，通過所述穩流電路為所述線圈供電來驅動所述電磁測力裝置對所述磁鐵施加作用力；

根據所述穩流電路的電流與所述磁鐵所受作用力的關系，確定微推力器的電流值與微推力大小的關系，完成對所述微推力器產生的微推力的標定。

2.根據權利要求1所述的一種用于微推力器測試系統的標定裝置，其特征在于，所述支架設置有固定桿，所述固定桿一端與所述支架的主體相連，另一端設置有三維調節器，所述三維調節器與所述電磁測力裝置的中空螺線圈固定連接，所述三維調節器包括X方向旋鈕、Y方向旋鈕與Z方向旋鈕，用于在X、Y、Z方向上調節所述電磁測力裝置的位置。

3.根據權利要求2所述的一種用于微推力器測試系統的標定裝置，其特征在于，所述支架包括豎直設置的第一支撐桿和第二支撐桿，橫向設于所述第一支撐桿和所述第二支撐桿之間的水平支撐桿；所述固定桿的頂端與所述水平支撐桿固定連接，所述固定桿的底端與所述三維調節器連接。

4.根據權利要求1所述的一種用于微推力器測試系統的標定裝置，其特征在于，所述電磁測力裝置對所述磁鐵的作用力大小通過改變所述磁鐵距線圈的距離進行調節，所述作用力與所述距離滿足其中，I為所述穩流電路電流值，L為線圈的等效電感，z為所述磁鐵距施力線圈的距離。

5.根據權利要求1所述的一種用于微推力器測試系統的標定裝置，其特征在于，所述稱重裝置替換為壓力感應裝置。

6.一種利用如權利要求1所述標定裝置的用于微推力器測試系統的標定方法，其特征在于，所述方法包括：

連接所述電磁測力裝置與穩流電路，記錄所述穩流電路的電流值；

在所述電磁測力裝置對所述磁鐵產生作用力后，獲取所述稱重裝置的示數變化值，得到所述磁鐵的變化重力；

根據所述穩流電路電流值與所述稱重裝置的示數變化值計算得到所述變化重力的力矩；

根據力矩平衡原理通過所述變化重力的力矩得到所述電磁測力裝置的電磁力矩；

改變所述穩流電路的電流值，返回所述“在所述電磁測力裝置對所述磁鐵產生作用力后，獲取所述稱重裝置的示數變化值”的步驟，得到不同電流值所對應的電磁力矩值，繪制所述電磁力矩值隨所述電流值變化的曲線圖；

根據所述曲線圖與微推力器的電流值獲得所述微推力器的產生的微推力大小，完成對所述微推力器的微推力的標定。

7.根據權利要求6所述的一種用于微推力器測試系統的標定方法，其特征在于，所述方法還包括調偏操作：調節三維調節器的X、Y、Z方向位移旋鈕，使磁鐵位于中空螺線管內部中間位置，所述磁鐵距所述中空螺線管兩端的線圈距離相等。

8.根據權利要求6所述的一種用于微推力器測試系統的標定方法，其特征在于，所述變化重力的力矩值為G＝Δm*g，其中Δm為所述稱重裝置的示數變化值，g為當地重力加速度。

9.根據權利要求6所述的一種用于微推力器測試系統的標定方法，其特征在于，使用壓力感應裝置直接測得所述磁鐵在所述電磁測力裝置通電前后對所述壓力感應裝置的壓力變化值。