[發(fā)明專利]一種模型傾角測(cè)量裝置的校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111206904.6
• 申請(qǐng)日: 2021-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN113639956B
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閻成;鄧曉曼;蔣明華;蔣婧妍;范金磊;馬列波;鄧章林;賈霜;張勝;李兵;車林森;郭濤;張哲凡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心高速空氣動(dòng)力研究所
• 主分類號(hào): G01M9/08
• 分類號(hào): G01M9/08;G01C25/00;G01C9/00
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王丹

本發(fā)明公開了一種模型傾角測(cè)量裝置的校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法。校準(zhǔn)裝置包括地面校準(zhǔn)裝置和模型校準(zhǔn)裝置；地面校準(zhǔn)裝置為固定在地面的地面測(cè)試平臺(tái)；模型校準(zhǔn)裝置為安裝在試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛢?nèi)腔的模型測(cè)試平臺(tái)。校準(zhǔn)方法基于校準(zhǔn)裝置，校準(zhǔn)對(duì)象為模型傾角測(cè)量裝置，模型傾角測(cè)量裝置集成有石英傾角儀和振動(dòng)傳感器；校準(zhǔn)過(guò)程中模型傾角測(cè)量裝置通過(guò)RS?422通訊協(xié)議與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。本發(fā)明的模型傾角測(cè)量裝置的校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法獲得了石英傾角儀的靜態(tài)校準(zhǔn)公式和濾波截至頻率，獲得了振動(dòng)傳感器的帶通截至頻率，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)環(huán)境下風(fēng)洞模型俯仰角的高精度測(cè)量的模型傾角測(cè)量裝置的校準(zhǔn)，為開展相關(guān)試驗(yàn)提供了技術(shù)支持。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模型傾角測(cè)量裝置的校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)

風(fēng)洞常規(guī)的模型迎角測(cè)量實(shí)現(xiàn)方式是，首先實(shí)測(cè)模型支撐機(jī)構(gòu)角度，再通過(guò)天平彈性角修正與換算獲得模型姿態(tài)角。由于風(fēng)洞模型支撐機(jī)構(gòu)通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)模型運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)角度連接間隙與角度換算會(huì)引入誤差，靜態(tài)加載獲得天平彈性角修正公式也會(huì)引入誤差，因此這種間接方式測(cè)得的模型迎角精度一般只有±0.05°。尤其是，當(dāng)“模型—支桿”系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行下時(shí)，振動(dòng)、向心加速度等工況條件會(huì)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，更難獲得高精度的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。需要進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和誤差補(bǔ)償修正，如：J7模型在跨超聲速，α=4°作試驗(yàn)，阻力系數(shù)Cx誤差的25％是由迎角誤差引起，ΔCx=±0.0001所對(duì)應(yīng)的迎角誤差為Δα＝±0.01°。因此，實(shí)現(xiàn)模型迎角的實(shí)時(shí)直接精確測(cè)量對(duì)于確保獲取高精度連續(xù)氣動(dòng)力試驗(yàn)數(shù)據(jù)尤為重要。為此，配套研制了基于慣性技術(shù)的模型傾角測(cè)量裝置，實(shí)現(xiàn)了高速風(fēng)洞高沖擊、強(qiáng)振動(dòng)工況下的模型傾角精確測(cè)量。

由于在風(fēng)洞試驗(yàn)過(guò)程中，振動(dòng)、向心加速度以及安裝失準(zhǔn)引起的耦合誤差等干擾因素，將會(huì)嚴(yán)重影響模型傾角測(cè)量裝置的測(cè)量精度，故亟需發(fā)展一種適用于模型傾角測(cè)量裝置的校準(zhǔn)裝置及其校準(zhǔn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種模型傾角測(cè)量裝置的校準(zhǔn)裝置，本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種模型傾角測(cè)量裝置的校準(zhǔn)方法。

本發(fā)明的模型傾角測(cè)量裝置的校準(zhǔn)方法，通過(guò)模型測(cè)試平臺(tái)完成試驗(yàn)?zāi)Ｐ透┭鼋嵌扰c模型傾角測(cè)量裝置的俯仰角度的偏差校測(cè)。

本發(fā)明的模型傾角測(cè)量裝置的校準(zhǔn)方法，通過(guò)模型測(cè)試平臺(tái)，采用橡皮錘敲擊的方式完成試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼駝?dòng)頻率測(cè)試。

本發(fā)明的模型傾角測(cè)量裝置的校準(zhǔn)方法，將石英傾角儀的濾波截至頻率和振動(dòng)傳感器的帶通截至頻率寫入模型傾角測(cè)量裝置。

本發(fā)明的模型傾角測(cè)量裝置的校準(zhǔn)裝置，其特點(diǎn)是，所述的校準(zhǔn)裝置包括地面校準(zhǔn)裝置和模型校準(zhǔn)裝置；所述的地面校準(zhǔn)裝置為固定在地面的地面測(cè)試平臺(tái)；所述的模型校準(zhǔn)裝置為安裝在試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛢?nèi)腔的模型測(cè)試平臺(tái)；

所述的地面測(cè)試平臺(tái)包括固定在地面的隔振安裝支座，安裝在隔振安裝支座上表面的安裝平臺(tái)，安裝平臺(tái)上設(shè)置有卡槽，多齒分度臺(tái)的支座裝卡在卡槽內(nèi)，多齒分度臺(tái)的測(cè)試平臺(tái)的水平面上開有與模型傾角測(cè)量裝置的底板的安裝孔相匹配的若干個(gè)螺釘孔；多齒分度臺(tái)外接程控系統(tǒng)；其中，安裝平臺(tái)平面度偏差＜0.01/1000，扭曲＜0.01/1000，具有水平調(diào)節(jié)能力；多齒分度臺(tái)的最小分度值為0.5°；測(cè)試平臺(tái)水平面的精度等級(jí)為I級(jí)，平面度誤差＜10μm；測(cè)試平臺(tái)水平面與多齒分度臺(tái)主軸徑向平面的垂直度＜1′；

所述的模型測(cè)試平臺(tái)為圓筒結(jié)構(gòu)，圓筒的上方和后端開口，圓筒的前端封閉；圓筒的前端設(shè)置有安裝孔，安裝螺釘通過(guò)安裝孔將模型測(cè)試平臺(tái)固定在試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛢?nèi)腔；在圓筒的內(nèi)壁，底部上表面設(shè)置有水平的安裝平面，安裝平面上開有與模型傾角測(cè)量裝置的底板的安裝孔相匹配的若干個(gè)模型傾角測(cè)量裝置安裝孔；圓筒的上方筒壁開口的位置，設(shè)置有兩個(gè)平行的俯仰角滾轉(zhuǎn)角測(cè)量平面。

本發(fā)明的模型傾角測(cè)量裝置的校準(zhǔn)方法基于模型傾角測(cè)量裝置的校準(zhǔn)裝置，校準(zhǔn)對(duì)象為模型傾角測(cè)量裝置，模型傾角測(cè)量裝置集成有石英傾角儀和振動(dòng)傳感器；校準(zhǔn)過(guò)程中模型傾角測(cè)量裝置通過(guò)RS-422通訊協(xié)議與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；