大吨位高精度平台测力系统及测力方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种信号检测系统和方法，特别是涉及一种大吨位质量支撑点的压力信号检测系统和方法。
【背景技术】
[0002]以往火箭吊装在发射平台后，没有测力机构监测火箭各个支腿的受力情况，不能准确保证各个支腿是否受力均匀，在进行火箭垂直度调整时不能监测到支承臂的受力状态，在加注后满载状态下存在单个支承臂受力超负荷的危险。新一代运载火箭满载后的重量达到数百吨，对发射台及火箭的受力载荷的安全性要求显得更为重要。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种大吨位高精度平台测力系统，解决无法通过发射平台监测箭体总重量及各支承点受力情况的技术问题。
[0004]本发明的另一个目的是利用上述大吨位高精度平台测力系统的控制方法，解决无法可靠监测箭体总重量及各支承点受力情况的技术问题。
[0005]本发明的大吨位高精度平台测力系统，包括在平台支撑臂顶端和支承盘底部之间沿轴向固定的测力传感器、多通道测力仪和控制台，其中:
[0006]测力传感器，用于通过电阻值变化获得压力变化状态，形成压力变化状态的两组同步相关的信号序列分别输出；
[0007]多通道测力仪，用于提供多个输入通道的相应信号采集端口，信号采集端口顺序连接调理电路或变送电路、滤波电路，将信号形成统一数据封装包后传送至信号输出端口，信号输出端口顺序连接光耦电路，以标准量程的电流、电压输出数据；
[0008]控制台，用于接收数据，对数据包进行拆包解析，处理每个测力传感器形成的双路数据，形成相应支腿压力的测量数据。
[0009]所述测力传感器中包括主、备两个测量电路，形成两个信号输出通道，对应连接多通道测力仪的两个输入端口，多通道测力仪数据输出端口连接通信总线，通过通信总线与控制台建立通信链路。
[0010]所述测量电路为惠斯通电桥结构，电桥结构的电阻器件采用应变电阻，电桥的第一应变电阻、第二应变电阻、第三应变电阻、第四应变电阻依次串联，第一应变电阻与第四应变电阻首尾连接，电桥结构中，第一应变电阻与第二应变电阻间引出第一输出线路，第三应变电阻与第四应变电阻间引出第二输出线路，第一、第二输出线路形成一个信号输出通道，第一应变电阻与第四应变电阻间引出一个线路连接接地端，第二应变电阻与第三应变电阻间引出一个线路连接工作电源VC。
[0011]所述多通道测力仪采用轮辐式结构，采用四个对称分布的轮辐部分连接中心的轮辋部分和外周的轮毂部分，第一电桥结构的电阻器件与第二电桥结构的相应电阻器件，对称固定在同一轮辐部分的相对端面。
[0012]所述轮辐式结构采用40CrNiMoA材料，表面采用化学镀镍处理。
[0013]所述轮辐式结构侧设置高低温烘箱。
[0014]一种相应的测力方法，包括以下步骤:
[0015]在平台支撑臂顶端和支承盘底部之间沿轴向固定一个包括主、备两个测量电路的测力传感器，形成两个信号输出通道；
[0016]设置多通道测力仪；
[0017]两个信号输出通道连接多通道测力仪两个输入端，多通道测力仪输出端连接控制台；
[0018]测力传感器采集的电信号变化通过多通道测力仪传送至控制台形成压力测量数据。
[0019]还包括以下步骤:
[0020]多通道测力仪的测量电路为两个惠斯通电桥结构；
[0021]多通道测力仪采用轮辐式结构，采用四个对称分布的轮辐部分连接中心的轮辋部分和外周的轮毂部分，第一电桥结构的电阻器件与第二电桥结构的相应电阻器件，对称固定在同一轮辐部分的相对端面。
[0022]还包括以下步骤:
[0023]轮辐式结构采用40CrNiMoA材料；
[0024]轮辐式结构表面采用化学镀镍处理；
[0025]轮辐式结构设置高低温烘箱进行测试和补偿。
[0026]还包括以下步骤:
[0027]多通道测力仪的信号采集端口顺序连接调理电路、变送电路和滤波电路；
[0028]多通道测力仪的信号输出端口顺序连接光耦电路。
[0029]本发明的大吨位高精度平台测力系统配置传感器连接电缆、传感器适配器、多通道测力仪、数据采集模块、数据处理模块构成一套具有冗余功能的高精度大吨位平台测力系统。该系统可以在火箭吊装后实时监测各支臂受力情况，通过调整支臂高度，确保发射台和火箭均匀受力的安全性，传感器设计为具有独立应变感应电路的双路输出，若其中一路出现故障，另一路仍可以继续工作。控制方法可以实现双向承载测力，设计测力范围O?400吨，系统测量精度不低于1%，完成实现测力系统的冗余测量功能。在空载、加载和满载状态下均可有效测量箭体重量，为加载燃料量的计算提供了数据参考。实现了火箭各个支腿与平台连接处的受力情况的监测功能，防止出现偏载导致的单支腿受力超载的情况；具有远程监测功能，配合完成火箭垂直度调整。
【附图说明】
[0030]图1为本发明大吨位高精度平台测力系统的结构示意图；
[0031]图2为本发明大吨位高精度平台测力系统的测力传感器的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。
[0033]如图1所示，本实施例中，在固定于活动平台04上的平台支撑臂03顶端和支撑运载火箭支腿Ol的支承盘02底部之间沿轴向固定一个测力传感器11，测力传感器11中包括主、备两个测量电路，形成两个信号输出通道12，对应连接多通道测力仪13的两个输入端口，多通道测力仪13数据输出端口连接通信总线，通过通信总线与控制台14建立通信链路；其中:
[0034]测力传感器11，用于通过电阻值变化获得压力变化状态，形成压力变化状态的两组同步相关的信号序列分别输出；
[0035]多通道测力仪13，用于提供多个输入通道的相应信号采集端口，信号采集端口顺序连接调理电路、变送电路和滤波电路，将信号形成统一数据封装包后传送至信号输出端口，信号输出端口顺序连接光耦电路，以标准量程的电流电压输出数据；
[0036]控制台14，用于接收数据，对数据包进行拆包解析，处理每个测力传感器11形成的双路数据，形成相应支腿压力的测量数据。
[0037]本实施例可以有效地避免测力传感器11的误差和故障，传感器设计为具有独立应变感应电路的双路输出，若其中一路出现故障，另一路仍可以继续工作。
[0038]多通道测力仪可根据实际使用传感器的数量设计为4?24通道。每通道对应一台仪表，仪表采用单输入通道数字式智能仪表，该仪表的测量误差小于0.2% FS，并具备调校、数字滤波功能，可帮助减小传感器、变送器的误差，有效提高系统的测量、控制精度。变送输出光电隔离，可将测量、变换后的显示值以标准电流、电压形式输出供其它设备使用。同时具有清零和8段折线运算功能。
[0039]控制台设计有人机操作功能的控制软件界面，内部安装具有冗余功能的多通道模拟量采集模块、数据通讯模块、电源模块等。控制台同时采集每个传感器的输出的双路数据，实现测力系统的冗余测量功能。
[0040]如图2所示，多通道测力仪13采用两个惠斯通电桥结构，电桥结构的电阻器件采用应变电阻，电桥的第一应变电阻21、第二应变电阻22、第三应变电阻23、第四应变电阻24依次串联，第一应变电阻21与第四应变电阻24首尾连接，电桥结构中，第一应变电阻21与第二应变电阻22间引出第一输出线路，第三应变电阻23与第四应变电阻24间引出第二输出线路，第一、第二输出线路形成