液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)推力校準(zhǔn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)推力的 校準(zhǔn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熱試車過程中準(zhǔn)確地測(cè)量其推力大小能縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的研制進(jìn)程， 推力校準(zhǔn)系統(tǒng)是為了消除發(fā)動(dòng)機(jī)試車架傳力系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差而設(shè)置的，為液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 試車的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過推力校驗(yàn)，擬合出測(cè)量力傳感器的輸出值與實(shí)際力值之間的工 作直線，供發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)時(shí)，用測(cè)量力傳感器的輸出值按上述工作直線計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)推力。以往 的推力校準(zhǔn)系統(tǒng)，大都采用砝碼機(jī)械加載、手動(dòng)校準(zhǔn)、人工同步記錄的方式，存在力值加載 系統(tǒng)難于調(diào)節(jié)、穩(wěn)定性差、效率低和有可能干擾混入不可靠數(shù)據(jù)等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有校準(zhǔn)系統(tǒng)存在力值加載系統(tǒng)難于調(diào)節(jié)、穩(wěn)定性差、效率低和有可能 干擾混入不可靠數(shù)據(jù)等技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)推力校準(zhǔn)系 統(tǒng)。
[0004] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下：
[0005] 液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)推力校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特殊之處在于：包括液壓源系統(tǒng)、傳力系統(tǒng) 以及測(cè)控系統(tǒng)，
[0006] 所述液壓源系統(tǒng)包括油栗1、油箱2及電液伺服閥3,所述電液伺服閥包括進(jìn)油口 P、回油口 T、第一出油口 A、第二出油口 B，所述油栗的入口通過進(jìn)油管路與油箱的出油口連 接，所述油栗的出口與電液伺服閥的進(jìn)油口 P連接，所述電液伺服閥的回油口 T通過回油管 路與油箱的回油口連接；
[0007] 所述傳力系統(tǒng)包括兩個(gè)分流器、定架、動(dòng)架、與被校傳感器數(shù)量一致的多個(gè)雙作用 油缸、與被校傳感器數(shù)量一致的多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)力傳感器，
[0008] 所述兩個(gè)分流器的一端分別與電液伺服閥的第一出油口 A、第二出油口 B對(duì)應(yīng)連 接，其中一個(gè)分流器的另一端的多個(gè)端口分別與多個(gè)雙作用油缸的進(jìn)油腔對(duì)應(yīng)連接，其中 另一個(gè)分流器的另一端的多個(gè)端口分別與多個(gè)雙作用油缸的回油腔對(duì)應(yīng)連接，
[0009] 所述多個(gè)雙作用油缸分布在動(dòng)架的正下方，所述定架與動(dòng)架之間通過彈簧鋼板連 接，多個(gè)被校傳感器位于定架與動(dòng)架之間且頂在定架下底面，所述多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)力傳感器位于 動(dòng)架與油缸之間且頂在傳力架的動(dòng)架下底面；
[0010] 所述測(cè)控系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動(dòng)器，所述伺服驅(qū)動(dòng)器與電液伺服閥連接。
[0011] 上述伺服驅(qū)動(dòng)器包括手動(dòng)與自動(dòng)兩種模式。
[0012] 上述測(cè)控系統(tǒng)還包括計(jì)算機(jī)、采集卡、數(shù)字顯示儀表、信號(hào)調(diào)理電路；
[0013] 所述標(biāo)準(zhǔn)力傳感器的輸出信號(hào)接入信號(hào)調(diào)理電路，所述信號(hào)調(diào)理電路將此信號(hào)分 為兩路，一路輸出信號(hào)接入數(shù)字顯示儀表，數(shù)字顯示儀表的輸出經(jīng)過RS232接口連接至計(jì) 算機(jī)；所述信號(hào)調(diào)理電路另一路輸出信號(hào)接入采集卡，所述采集卡具有兩個(gè)輸出端口，其中 一個(gè)輸出端口與伺服驅(qū)動(dòng)器的輸入連接，另一個(gè)端口接至計(jì)算機(jī)。
[0014] 上述伺服閥驅(qū)動(dòng)器還包括第二差分放大電路及比較器；
[0015] 所述信號(hào)調(diào)理電路包括與標(biāo)準(zhǔn)力傳感器一一對(duì)應(yīng)的并聯(lián)支路，每一并聯(lián)支路均 包括相互連接的電橋調(diào)整電路及差分放大電路，每一電橋調(diào)整電路的輸入端與標(biāo)準(zhǔn)力傳感 器的輸出端連接，每一電橋調(diào)整電路分兩路輸出，其中一路輸出給第一差分放大電路，經(jīng)第 一差分放大電路處理后輸出給統(tǒng)一采集卡A/D轉(zhuǎn)換接口，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集采集卡的輸出 值；
[0016] 所有電橋調(diào)整電路的另一路輸出給數(shù)字顯示儀表同時(shí)輸出給第二差分放大電路， 經(jīng)第二差分放大電路處理后輸出給比較器，與設(shè)定推力值經(jīng)比較器后，依次經(jīng)濾波、功率驅(qū) 動(dòng)輸出給電液伺服閥。
[0017] 上述采集卡選用NI USB-6341。
[0018] 上述數(shù)字顯示儀表選用Keithley 2000。
[0019] 上述標(biāo)準(zhǔn)力傳感器選用規(guī)格和額定容量均相同傳感器，在每只傳感器的輸出端各 增加2只隔離電阻。
[0020] 上述液壓源系統(tǒng)還包括液壓輔件，所述液壓輔件還包括油濾、單向閥、精過濾器、 回油過濾器、風(fēng)冷器、溢流閥、二位二通閥、壓力繼電器、蓄壓器，
[0021] 所述油濾設(shè)置在油栗與油箱之間，所述單向閥設(shè)置在油栗與進(jìn)油口 P之間，所述 單向閥的入口通過管路與油栗連接，所述單向閥的出口通過管路與進(jìn)油口 P連接，所述精 過濾器設(shè)置在單向閥進(jìn)油口 P之間，所述回油過濾器設(shè)置在回油口 T與油箱之間，所述風(fēng)冷 器設(shè)置在回油口 T與回油過濾器之間，所述溢流閥設(shè)置在單向閥的出口與回油管路之間， 所述二位二通閥連接在單向閥的出口與油箱之間，所述蓄壓器及壓力繼電器均與進(jìn)油管路 連接。
[0022] 利用上述的系統(tǒng)進(jìn)行液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)推力自動(dòng)校準(zhǔn)的方法，其特征在于：包 括以下步驟：
[0023] 1)在計(jì)算機(jī)中設(shè)定校準(zhǔn)穩(wěn)定點(diǎn)及偏差范圍；
[0024] 2)計(jì)算機(jī)根據(jù)校準(zhǔn)穩(wěn)定點(diǎn)控制伺服驅(qū)動(dòng)器輸出液壓油，從而控制雙作用油缸輸出 力值的大??；
[0025] 3)采集標(biāo)準(zhǔn)傳感器的輸出信號(hào)，并將標(biāo)準(zhǔn)傳感器的輸出信號(hào)發(fā)送給數(shù)字多用表并 通過采集卡發(fā)送給計(jì)算機(jī)；
[0026] 4)計(jì)算機(jī)將標(biāo)準(zhǔn)傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為輸出力值后與設(shè)定的加載目標(biāo)值校準(zhǔn) 穩(wěn)定點(diǎn)相比較，根據(jù)比較結(jié)果控制伺服驅(qū)動(dòng)器，直到標(biāo)準(zhǔn)傳感器所測(cè)的力值滿足校準(zhǔn)穩(wěn)定 點(diǎn)的精度要求，
[0027] 5)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)傳感器所測(cè)的力值滿足校準(zhǔn)穩(wěn)定點(diǎn)的精度要求時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)送采集信號(hào) 給測(cè)量系統(tǒng)，并開始對(duì)標(biāo)準(zhǔn)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行記錄；測(cè)量系統(tǒng)收到采集信號(hào)后，開始對(duì) 被校準(zhǔn)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行記錄；
[0028] 如果所采集的標(biāo)準(zhǔn)傳感器的輸出信號(hào)不滿足目標(biāo)加載值的控制精度，計(jì)算機(jī)則將 數(shù)據(jù)無效標(biāo)志發(fā)送給測(cè)量系統(tǒng)，重復(fù)步驟3)與4);
[0029] 6)測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)所記錄的標(biāo)準(zhǔn)傳感器的輸出信號(hào)和被較傳感器的輸出信號(hào)擬合 出被校傳感器的輸出值與實(shí)際力值之間的工作直線，供發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)時(shí)，用被校傳感器的輸 出值按上述工作直線計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)推力。
[0030] 上述步驟4)對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器具體為：
[0031] 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)傳感器輸出信號(hào)與設(shè)定的校準(zhǔn)穩(wěn)定點(diǎn)的差值超過偏差設(shè)定范圍，計(jì)算機(jī)采 用數(shù)字采集卡所采集的標(biāo)準(zhǔn)傳感器的輸出信號(hào)粗調(diào)伺服閥；
[0032] 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)傳感器輸出信號(hào)與設(shè)定的校準(zhǔn)穩(wěn)定點(diǎn)的差值在偏差設(shè)定范圍之內(nèi)，計(jì)算機(jī) 采用數(shù)字多用表所采集的標(biāo)準(zhǔn)傳感器的輸出信號(hào)細(xì)調(diào)伺服閥。
[0033] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點(diǎn)是：
[0034] 1、本實(shí)用新型針對(duì)大推力試車臺(tái)推力校準(zhǔn)問題，采用具有大功率輸出的液壓伺 服控制技術(shù)研制推力校準(zhǔn)系統(tǒng)，可以提高校準(zhǔn)效率和校準(zhǔn)系數(shù)的準(zhǔn)確性，從而提高推力參 數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性。
[0035] 2、本實(shí)用新型通過液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)推力自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)推力自動(dòng) 校準(zhǔn)的自動(dòng)化，與手動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)相比，減小人為因素對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的影響程度，提高工作效 率，每級(jí)加載的時(shí)間大約30s左右，力值穩(wěn)定度約0. 01% F · S以上。
[0036] 3、本實(shí)用新型采用了伺服閥控制的高精度動(dòng)態(tài)穩(wěn)定技術(shù)和推理并聯(lián)傳遞技術(shù)，提 高了校準(zhǔn)的調(diào)節(jié)精度和效率，使得推力自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，加載精度高，穩(wěn)定性