[發(fā)明專利]基于光纖陀螺的橫向連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011114542.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-16
• 公開（公告）號(hào): CN112082729A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉興旺;肖長玲;王建鋒;張偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司哈爾濱空氣動(dòng)力研究所
• 主分類號(hào): G01M9/06
• 分類號(hào): G01M9/06
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發(fā)明公開了基于光纖陀螺的橫向連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，包括試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⒐饫w陀螺角度傳感器系統(tǒng)、數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、壓力采集系統(tǒng)、主控計(jì)算機(jī)、天平、測(cè)壓管路、模型支撐機(jī)構(gòu)以及模型支撐機(jī)構(gòu)運(yùn)行控制系統(tǒng)；試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)置在模型支撐機(jī)構(gòu)上，模型支撐機(jī)構(gòu)運(yùn)行控制系統(tǒng)分別與主控計(jì)算機(jī)及模型支撐機(jī)構(gòu)連接，天平設(shè)置在試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛢?nèi)部，光纖陀螺角度傳感器系統(tǒng)與試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦B接，壓力采集系統(tǒng)與測(cè)壓管路連接，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分別與數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、天平、壓力采集系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與主控計(jì)算機(jī)連接，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了風(fēng)洞試驗(yàn)橫向方向上數(shù)據(jù)的連續(xù)采集，豐富了試驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高了試驗(yàn)效率；具有測(cè)量精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能好、數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)性好等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空氣動(dòng)力風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光纖陀螺的橫向連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法。

背景技術(shù)

在航空氣動(dòng)力風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，常規(guī)測(cè)力試驗(yàn)是采用六分量天平，在穩(wěn)定的速壓下測(cè)量不同模型姿態(tài)角下的模型氣動(dòng)力數(shù)據(jù)。目前在進(jìn)行常規(guī)測(cè)力試驗(yàn)時(shí)，在橫向方向上往往是采用逐點(diǎn)測(cè)力的方式，即在試驗(yàn)中是按照計(jì)劃的姿態(tài)角確定試驗(yàn)點(diǎn)，每控制到位一點(diǎn)就測(cè)量一點(diǎn)，從而完成一個(gè)完整的角度序列試驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量。這種方法采集的數(shù)據(jù)雖然穩(wěn)定，但數(shù)據(jù)量少，不能夠全面的反映飛機(jī)的氣動(dòng)力特征。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的：提出基于光纖陀螺的橫向連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)風(fēng)洞試驗(yàn)橫向方向上的連續(xù)測(cè)量。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

基于光纖陀螺的橫向連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，包括試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⒐饫w陀螺角度傳感器系統(tǒng)、數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、壓力采集系統(tǒng)、主控計(jì)算機(jī)、天平、測(cè)壓管路、模型支撐機(jī)構(gòu)以及模型支撐機(jī)構(gòu)運(yùn)行控制系統(tǒng)；

所述的試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)置在模型支撐機(jī)構(gòu)上，模型支撐機(jī)構(gòu)運(yùn)行控制系統(tǒng)分別與主控計(jì)算機(jī)及模型支撐機(jī)構(gòu)連接，模型支撐機(jī)構(gòu)運(yùn)行控制系統(tǒng)接收主控計(jì)算機(jī)的運(yùn)行啟動(dòng)指令，控制模型支撐機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述的天平設(shè)置在試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛢?nèi)部，用于采集作用在試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕系目諝廨d荷；

所述的光纖陀螺角度傳感器系統(tǒng)與試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦B接，用于采集試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷哪Ｐ妥藨B(tài)角，光纖陀螺角度傳感器系統(tǒng)采集到的模型姿態(tài)角此時(shí)為數(shù)字信號(hào)，光纖陀螺角度傳感器系統(tǒng)與數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷哪Ｐ妥藨B(tài)角由數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；

所述的壓力采集系統(tǒng)與測(cè)壓管路連接，用于采集測(cè)壓管路上測(cè)量的風(fēng)洞壓力值；

所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)分別與數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、天平、壓力采集系統(tǒng)連接，分別采集試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷哪Ｐ妥藨B(tài)角、空氣載荷以及風(fēng)洞壓力值；

所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與主控計(jì)算機(jī)連接，將采集的試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷哪Ｐ妥藨B(tài)角、空氣載荷以及風(fēng)洞壓力值傳輸給主控計(jì)算機(jī)。

進(jìn)一步的，所述的測(cè)壓管路設(shè)置在風(fēng)洞洞體內(nèi)，用于測(cè)量風(fēng)洞壓力值。

進(jìn)一步的，所述的空氣載荷包括法向力、軸向力、橫向力以及俯仰力矩、偏航力矩、俯仰力矩；所述的模型姿態(tài)角包括試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮跐L轉(zhuǎn)、偏航、俯仰三個(gè)方位的角度值。

進(jìn)一步的，所述的光纖陀螺角度傳感器系統(tǒng)包括陀螺儀、通訊電纜、標(biāo)準(zhǔn)電源，所述的標(biāo)準(zhǔn)電源為陀螺儀提供24V電源，并通過通訊電纜與數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

進(jìn)一步的，所述的陀螺儀設(shè)置在試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛢?nèi)部。

進(jìn)一步的，所述的數(shù)模轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括交變直流模塊型電源、穩(wěn)壓單組輸出轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器和儀表放大器，所述的交變直流模塊型電源輸出的電壓經(jīng)穩(wěn)壓單組輸出轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，給數(shù)模轉(zhuǎn)換器供電，數(shù)模轉(zhuǎn)換器與儀表放大器連接，將數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行放大輸出。