一种风洞用平板自动化校准系统的制作方法

本发明涉及风洞试验领域，具体地，涉及一种风洞用平板自动化校准系统。

背景技术：

1、风洞试验平板是各类飞行器、武器型号试验模型在风洞试验前进行检定和调整的平面基准。平板规格有单块平板和组合平板。

2、风洞试验组合平板由数块规格不一的单块平板拼接而成，组成了十字形、t字形、品字形、矩形等形状，风洞技术人员将针对平板的不同形状规划出不同测量路线进行平面度检测。

3、现有的风洞用平板校准方式为每次校准检测前都需要人工准备校准任务和校准设备，每检测一次都需要准备一次，导致检测任务压力较大时无法进行良好的检测。

技术实现思路

1、本发明目的是实现风洞用平板自动化校准。

2、为实现上述发明目的，本发明提供了一种风洞用平板自动化校准系统，所述系统包括：

3、任务管理单元，用于管理风洞试验组合平板校准任务；

4、生成单元，用于基于风洞试验组合平板校准任务生成待校准风洞试验组合平板的参数信息；

5、布线单元，用于基于待校准风洞试验组合平板的参数信息生成布线方案；

6、绘制单元，用于基于布线方案在待校准风洞试验组合平板上绘制测量线和测量线上对应的测量点；

7、测量单元，用于针对每条测量线，将电子水平仪固定在桥板上，根据所选跨距依次将桥板沿直线从测量线的一端移至另一端，在电子水平仪上读取该条测量线上每个测量点的读数，获得所有测量点的测量数据；

8、计算单元，用于基于每个测量点的测量数据，计算每个测量点到理想平面的距离值，获得测量点到理想平面的距离最大值和距离最小值；以及用于基于所述距离最大值和所述距离最小值计算获得待校准风洞试验组合平板的平面度误差。

9、其中，本系统的原理为利用任务管理单元可以制定风洞试验组合平板校准任务，检测人员只需要每次输入任务信息本系统即可完成检测，不需要每次检测都重复执行相关准确工作，提高了检测的效率，本系统利用生成单元可以基于风洞试验组合平板校准任务生成待校准风洞试验组合平板的参数信息；利用布线单元可以基于待校准风洞试验组合平板的参数信息生成布线方案；利用绘制单元可以基于布线方案在待校准风洞试验组合平板上绘制测量线和测量线上对应的测量点；利用测量单元可以针对每条测量线，将电子水平仪固定在桥板上，根据所选跨距依次将桥板沿直线从测量线的一端移至另一端，在电子水平仪上读取该条测量线上每个测量点的读数，获得所有测量点的测量数据；利用计算单元可以基于每个测量点的测量数据，计算每个测量点到理想平面的距离值，获得测量点到理想平面的距离最大值和距离最小值；以及可以基于所述距离最大值和所述距离最小值计算获得待校准风洞试验组合平板的平面度误差，即本系统能够自动进行布线和滑县，以及自动进行测量和计算，实现了风洞用平板的自动化校准。

10、优选的，所述系统还包括显示单元，所述显示单元用于对布线方案以及计算单元的计算结果进行显示。利用显示单元可以便于工作人员第检测结果和过程进行观察和显示。

11、优选的，所述系统还包括证书管理单元，用于对平面度误差合格的风洞试验组合平板的身份信息中添加证书信息。利用证书管理单元可以为检测合格的平板发放合格证书，然后后续进行风洞试验时，试验人员只需要根据证书即可选择合格的试验平板进行使用。

12、优选的，所述系统还包括存储单元，用于对风洞试验组合平板校准任务信息、布线方案信息、测量数据和待校准风洞试验组合平板的平面度误差结果进行存储。利用存储单元实现了信息电子化，便于对信息进行存储和管理。

13、优选的，所述任务管理单元具体包括：

14、输入模块，用于校准试验人员输入请求校准的风洞试验组合平板的尺寸信息、形状信息和用途信息；

15、审核模块，用于对输入模块输入的数据进行审核；

16、选择模块，用于基于审核合格后的待校准风洞试验组合平板选择对应的校准设备信息、校准人员信息和校准日期信息；

17、任务管理模块，用于基于输入模块和选择单元中与待校准风洞试验组合平板相关的信息，生成该待校准风洞试验组合平板的风洞试验组合平板校准任务。

18、其中，利用任务管理单元可以根据各种需求制定相应的任务，便于对任务进行管理，也便于系统根据任务进行相应的检测。

19、优选的，所述系统还包括线路图单元，用于基于绘制单元的绘制结果生成测量线路图，并在测量过程中实时更新测量线路图。利用线路图单元可以便于工作人员观察检测的整体情况和进度。

20、其中，风洞试验组合平板常规使用的检定方法为电子水平仪法，电子水平仪法适用于检定（＞400 mm×400 mm)型的单块或组合平板，由于组合平板形状复杂，面积大，采用米字法划线布点，所以测点很多，且每条线段上桥板跨距不同。当开始测量每条线段时都务必检查确认或重新调整桥板跨距，水平仪相对桥板的位置和测量方向必须保持不变。检定人员只能长时间蹲在平板上读数，每读取完一个数据都要小心挪动桥板至下一条线段并保证首尾相接。按照这种方法测量出上百个数据再计算，整个过程至少耗时一天。如不合格，需要反复调整各个单块平板，不仅劳动强度大，效率低而且容易出错，且数据分析量巨大容易出错，并且不能完全覆盖特殊形状（十字形、t字形、品字形）平板的非主截面部分，并且单块上的点布局不均匀，不能客观体现平板平面度信息。

21、本发明的还有一个目的是实现快速且准确的对风洞试验组合平板的平面度测量。

22、为了实现上述目的，优选的，所述计算单元具体用于：

23、基于测量点的测量数据，计算该测量点对其对应测量线的直线度偏差值；

24、基于测量点对其对应测量线的直线度偏差值和测量线上已知两点到理想平面的距离计算出该测量点到理想平面的距离值。

25、优选的，所述计算单元采用以下公式计算测量点对其对应测量线的直线度偏差值：

26、

27、其中，为第i测量点对其对应测量线的直线度偏差值，i为测量点编号，i =0，1，2，...，n，为第j测量段读数值，为电子水平仪每小格对应被测两点的线值差，n为分段数。

28、优选的，所述计算单元采用以下公式计算测量点到理想平面的距离值：

29、其中，do为测量线上起始点到理想平面的距离，di为测量线上第i个测量点到理想平面的距离，dm为测量线上第m点到理想平面的距离，dn为测量线上第n点到理想平面的距离，i为测量点编号，i =0，1，2，...，n，为第m测量点对其对应测量线的直线度偏差值，为第i测量点对其对应测量线的直线度偏差值，为第n测量点对其对应测量线的直线度偏差值。

30、优选的，风洞试验组合平板包括主体部分和其余部分，主体部分采用米字型方式布线，其余部分采用网格方式布线。

31、其中，风洞试验组合平板平面度误差测量采用米字线加网格布线方式，用节距法处理数据，将被测截面分成若干段，用电子水平仪测量其相对于测量基准 (自然水平)的倾角变化，再经计算求得被测截面各测量点对两端点连线的偏差，然后根据平面度评定方法，计算求得工作面各截面测量点对评定基准的偏差，根据电子水平仪在各截面每个测点位置的读数，按平面度评定方法进行数据处理，计算出平板工作面平面度，实现了快速且准确的对风洞试验组合平板的平面度测量。

32、由于采用对角线加网格化的布线测量方法，通过微分方程技术对测量值进行处理分析，保证了基于主截面平面度，兼顾非主要部分的平板平面度测量方法的高效和准确，所以，本发明能够实现快速且准确的对风洞试验组合平板的平面度测量。

33、本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

34、本发明实现了风洞用平板自动化校准。

35、本发明实现了快速且准确的对风洞试验组合平板的平面度测量。