一种转动惯量无差放大校准装置和方法与流程

本发明应用于转动惯量测量设备的校准，属于力学计量技术领域。

背景技术：

转动惯量是研究、生产过程中非常重要的参数，其影响范围包括飞行轨道及姿态控制、命中精度等。根据需要建立相应的专用测试设备，对转动惯量参数进行测试，以确保其符合设计要求。转动惯量测试设备的量值是否准确、可靠是其测试结果可靠的前提和基础，因此必须对测试设备进行校准。

长期以来，对转动惯量测试设备进行校准都采用标准样件，即对给定的具有规则形状的几何体，通过理论计算得到其转动惯量，采用该转动惯量标准对测试设备进行校准。

在实际的转动惯量测试设备校准过程中，采用上述方法校准后进行测试，测试结果与原本的设计理论值偏差较大。经分析，采用规则形状几何体的几何中心作为其转动惯量，其假设基础为规则形状几何体所采用材料的密度均匀，而事实上该假设条件并不成立，材料密度均匀与否在现阶段无法测量，且存在较大分散性，导致采用标准样件的方法对转动惯量测试设备进行校准的不确定度较大，不满足要求。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种具有无差放大特性的转动惯量校准装置和方法，可以用于转动惯量测量设备的校准。

本发明通过对较小的转动惯量值进行无差放大，使其具有满足要求的转动惯量值，而在放大过程中，较小的转动惯量值的误差保持不变，因此，该误差相对于放大后的转动惯量值很小，技术指标满足要求。采用该方法，研制了专用校准装置，在实际应用中满足了需求，其该方法具有共性，可用于多种转动惯量测量设备的校准。

本发明是一种转动惯量无差放大校准装置，包括被校设备1，定位销孔2，锁紧螺栓孔3，其特征在于，还包括转动惯量标准件4，专用工装5，测量平台6，其中测量平台6与专用工装5通过定位销孔2与锁紧螺栓孔3固定连接，使得专用工装5上转动惯量标准件4的对称中心与测量平台的扭摆中心重合。

所述转动惯量无差放大校准装置，转动惯量标准件4通过定位销孔2与专用工装5进行定位，专用工装5与紧固螺栓7进行固定。

所述转动惯量无差放大校准装置，专用工装5为圆板。

所述转动惯量无差放大校准装置，专用工装5为长方体。

所述转动惯量无差放大校准装置，专用工装5采用刚度定量化设计，在扭摆过程中，其挠度所引起的转动惯量标准件倾斜角度小于0.0001°。

所述的转动惯量无差放大校准装置，专用工装5采用轻质化设计，在进行转动惯量无差放大的过程中，专用工装5引入的未知转动惯量值不大于放大后的转动惯量标准的转动惯量值的10％。

所述转动惯量无差放大校准装置，专用工装5采用热膨胀系数小的材质生产。

所述转动惯量无差放大校准装置，专用工装5的制备材料为铟钢。

本发明是一种转动惯量无差放大校准的方法，包括如下步骤：

a安装专用工装5至测量平台6并进行定位；

b驱动被校设备1工作，得到转动惯量示值J_y0；

c在专用工装5的对称位置加载转动惯量标准件4；

d驱动被校设备1工作，得到转动惯量示值J_y1；

e计算转动惯量标准件4对旋转轴的转动惯量值作为转动惯量参考值J_yR；

f用J_y1减Y_y0得到测量设备对转动惯量参考值J_yR的测量结果J_yT；

g从专用工装5上取下转动惯量标准件4；

h重复步骤c～f共3次，取3次测量结果J_yT的均值作为测量设备示值

i比较J_yR与完成一个测量点的检定；

j选用不同量程的转动惯量标准件加载，重复步骤c至i，直到覆盖全部测量范围。

附图说明

图1是专用工装为圆板的转动惯量无差放大校准装置示意图；

如图1所示，其中1——被校设备，2——定位销孔，3——锁紧螺栓孔，4——转动惯量标准件，5——专用工装，6——测量平台

图2是专用工装为长方体的转动惯量无差放大校准装置示意图；

图3是转动惯量标准件紧固示意图。

如图3所示，其中2——定位销孔，4——转动惯量标准件，5——专用工装，7——紧固螺栓

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明要求保护的范围。

实施例1：

以图1为例，说明专用工装为圆板的转动惯量测试设备校准的实施步骤：

使用前，首先采用三坐标机定量测量转动惯量标准件与其外测基准轴线之间的距离。

a安装专用工装5至测量平台6并进行定位；

b驱动被校设备1工作，得到转动惯量示值J_y0；

c在专用工装5的对称位置加载转动惯量标准件4；

d驱动被校设备1工作，得到转动惯量示值J_y1；

e计算转动惯量标准件4对旋转轴的转动惯量值作为转动惯量参考值J_yR；

f用J_y1减J_y0得到测量设备对转动惯量参考值J_yR的测量结果J_yT；

g从专用工装5上取下转动惯量标准件4；

h重复步骤c～f共3次，取3次测量结果J_yT的均值作为测量设备示值

i比较J_yR与完成一个测量点的检定；

j选用不同量程的转动惯量标准件加载，重复步骤c至i，直到覆盖全部测量范围。

实施例2：

以图2为例，说明专用工装为长方体的转动惯量测试设备校准的实施步骤：

使用前，首先采用三坐标机定量测量转动惯量标准件与其外测基准轴线之间的距离。

a安装专用工装5至测量平台6并进行定位；

b驱动被校设备1工作，得到转动惯量示值J_y0

c在专用工装5的对称位置加载转动惯量标准件4；

d驱动被校设备1工作，得到转动惯量示值J_y1；

e计算转动惯量标准件4对旋转轴的转动惯量值作为转动惯量参考值J_yR；

f用J_y1减J_y0得到测量设备对转动惯量参考值J_yR的测量结果J_yT；

g从专用工装5上取下转动惯量标准件4；

h重复步骤c～f共3次，取3次测量结果J_yT的均值作为测量设备示值

i比较J_yR与完成一个测量点的检定；

j选用不同量程的转动惯量标准件加载，重复步骤c至i，直到覆盖全部测量范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专利技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。