直升机旋翼桨叶动态铰链力矩校准装置制造方法
【专利摘要】直升机旋翼桨叶动态铰链力矩校准装置，涉及一种直升机旋翼桨叶动态铰链力矩校准装置。为了解决直升机旋翼桨叶动态铰链力矩校准存在测量结果的误差大、可靠性差而对新型直升机的研究制造造成困难的问题，装置的铰链力矩传感器和标准传感器通过底座分别紧固在振动台上，铰链力矩传感器和标准传感器的受力端分别紧固安装一个标准砝码，信号采集装置用于分别采集标准传感器和铰链力矩传感器的信号，微型控制计算机用于显示测量结果，铰链力矩传感器和标准传感器的信号输出端与信号采集装置的输入端连接，信号采集装置的信号输出端与微型控制计算机的采集信号输入端连接。实用新型中直升机旋翼桨叶动态铰链力矩校准装置具有误差小、测量范围广的优点。
【专利说明】直升机旋翼桨叶动态铰链力矩校准装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种直升机旋翼桨叶动态铰链力矩校准装置。
【背景技术】
[0002]桨叶铰链力矩是桨叶上气动力对桨叶轴线扭矩的总和，桨叶铰链力矩对直升机的飞控操作、直升机的配平以及操稳特性有重大影响。在直升机旋翼结构上采用变距铰拉杆来控制桨叶的迎角，而且变距铰拉杆施加的力矩与桨叶的铰链力矩平衡。于是，在桨叶动平衡试验台铰链力矩的测量上采用测量桨叶变距拉杆操纵载荷的间接测量方法。
[0003]桨叶变距拉杆上的载荷与桨叶所处的方位角有关。法国进口的桨叶动平衡试验台上的桨叶铰链力矩采用负荷传感器测量变距拉杆的力，变距拉杆与旋翼桨叶之间还串接这线性作动器，用以调节桨叶的安装角。变距拉杆的力臂长度为215.9_，铰链力矩测量范围为-200?200N.m,则施加在桨叶变距杆上的载荷大约为-930?930N。取力臂常数为恒定值215.9_，二者的乘积即为铰链力矩。
[0004]现有的铰链力矩测量装置实际上是一个静态测量装置，只能测量铰链力矩稳定值，不能测量铰链力矩的动态变化特性。铰链力矩的校准也过于简单，仅通过给负荷传感器悬挂一定质量的砝码来标定测量系统的系数，这是一个静态校准过程，既没有考虑桨距角对桨叶铰链力矩的影响，也没有考虑铰链力矩测量装置的频率响应范围是否符合铰链动态力矩测量的频响要求。
[0005]随着技术的进步和应用范围的拓展，人们越来越关心系统或者结构的动态特性，以及测量系统的测量结果是否真实地反映了被测对象的真实情况。并且人们在多年的实践中已经认识到，如果是测量动态力或者力矩，需要对测量系统进行动态标定，了解其动态特性，仅仅进行静态标定是不够的。因为传感器静态特性好，动态响应特性不一定好。一只传感器有可能在测量静态过程时工作状态良好，性能可靠，但在测量动态过程时却失真很大，甚至无法工作，所以对动态测量系统进行相应的动态响应标定是非常必要的。
实用新型内容
[0006]为了解决直升机旋翼桨叶动态铰链力矩校准存在测量结果的误差大、可靠性差而对新型直升机的研究制造造成困难的问题，提供了一种直升机旋翼桨叶动态铰链力矩参数校准装置，该装置包括:振动台2-1，铰链力矩传感器2-2、标准传感器2-3、两个标准砝码2-4、HBMQUANTUMX信号采集装置2_5和微型控制计算机2_6 ;铰链力矩传感器2_2与标准传感器2-3的底座紧固在振动台2-1上，铰链力矩传感器2-2与标准传感器2-3的顶端分别紧固安装一个标准砝码2-4，HBMQUANTUMX信号采集装置2_5与铰链力矩传感器2_2通过串口连接，HBMQUANTUMX信号采集装置2_5将采集到的信号通过串口传输到微型控制计算机2-6上显示测量结果，信号采集装置2-5的信号输出端与微型控制计算机2-6的采集信号输入端连接。
[0007]直升机旋翼桨叶动态铰链力矩参数校准装置的使用方法，具体为:[0008]步骤一、铰链力矩传感器频响范围的校准:标准正弦力激励的铰链力矩传感器动态响应范围校准子系统2，振动台2-1设定频率和幅值，给出相应频率和幅值的正弦激励，在标准砝码2-4和振动加速度的作用下，铰链力矩传感器2-2与标准传感器2-3同时产生一定频率和幅值的正弦力信号；用HBMQUANTUMX数据采集器测量铰链力矩传感器2_2与标准传感器2-3的动态输出信号,通过将铰链力矩传感器2-2输出信号与标准传感器2-3输出信号进行比对，校准铰链力矩传感器2-2的频率响应范围；
[0009]本实用新型优点
[0010]同时提供了一种可以用于直升机旋翼桨叶动态铰链力矩校准的装置，本实用新型中直升机旋翼桨叶动态铰链力矩校准装置施加载荷的范围为一 930?930N，测量不确定度为0.5N0.05%，换算到铰链力矩，载荷的范围为一 200?200Nm，测量不确定度为
0.1Nm0.05%。相比现有的铰链力矩测量装置的误差缩小80%，测量范围提高了 3倍，本实用新型对于今后研究和发展直升机旋翼桨叶动态铰链力矩试验技术、测量技术和校准调整技术以及新型直升机旋翼的研制奠定了测量基础，为新型直升机旋翼桨叶的研制和实验提供计量保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是直升机旋翼桨叶动态铰链力矩参数校准装置示意图；
【具体实施方式】
[0012]【具体实施方式】一:结合图1具体说明本实施方式中直升机旋翼桨叶动态铰链力矩参数校准装置，该装置具体包括:
[0013]振动台2-1，铰链力矩传感器2-2、标准传感器2-3、两个标准砝码2_4、信号采集装置2-5和微型控制计算机2-6 ;铰链力矩传感器2-2和标准传感器2-3通过底座分别紧固在振动台2-1上，铰链力矩传感器2-2和标准传感器2-3的受力端分别紧固安装一个标准砝码2-4，信号采集装置2-5用于分别采集标准传感器2-3和铰链力矩传感器2-2的信号，微型控制计算机2-6用于显示测量结果，铰链力矩传感器2-2和标准传感器2-3的信号输出端与信号采集装置2-5的输入端连接，信号采集装置2-5的信号输出端与微型控制计算机2-6的采集信号输入端连接。
[0014]使用直升机旋翼桨叶动态铰链力矩参数校准装置的具体校准方法为:
[0015]振动台2-1设定频率和幅值，给出相应频率和幅值的正弦激励，在标准砝码2-4和振动加速度的作用下，铰链力矩传感器2-2与标准传感器2-3同时产生一定频率和幅值的正弦力信号。用HBMQUANTUMX数据采集器测量铰链力矩传感器2_2与标准传感器2_3的动态输出信号，通过将铰链力矩传感器2-2输出信号与标准传感器2-3输出信号进行比对，校准铰链力矩传感器2-2的频率响应范围。
[0016]本实用新型中直升机旋翼桨叶动态铰链力矩校准装置施加载荷的范围为-930?930N，测量不确定度为0.5N0.05%，换算到铰链力矩，载荷的范围为-200?200Nm，测量不确定度为0.1Nm0.05%。相比现有的铰链力矩测量装置的误差缩小80%，测量范围提高了 3倍。
【权利要求】
1.直升机旋翼桨叶动态铰链力矩校准装置，其特征是该装置包括:振动台(2-1)，铰链力矩传感器(2-2)、标准传感器(2-3)、两个标准砝码(2-4)、信号采集装置(2-5)和微型控制计算机(2-6);铰链力矩传感器(2-2)和标准传感器(2-3)通过底座分别紧固在振动台(2-1)上，铰链力矩传感器(2-2)和标准传感器(2-3)的受力端分别紧固安装一个标准砝码(2-4)，信号采集装置(2-5)用于分别采集标准传感器(2-3)和铰链力矩传感器(2-2)的信号，微型控制计算机(2-6)用于显示测量结果，铰链力矩传感器(2-2)和标准传感器(2-3)的信号输出端与信号采集装置(2-5)的输入端连接，信号采集装置(2-5)的信号输出端与微型控制计算机(2-6)的采集信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的直升机旋翼桨叶动态铰链力矩校准装置，其特征是信号采集装置(2-5)为HBM QUANTUMX信号采集装置。
3.根据权利要求1或2所述的直升机旋翼桨叶动态铰链力矩校准装置，其特征是微型控制计算机(2-6)为PC104微型控制计算机。
【文档编号】G01L25/00GK203688147SQ201320868421
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】梁廷伟, 张世林, 王德辉, 雷云莲 申请人:哈尔滨工业大学