的数据线与数据采集器j 连接。
[0030] 1、将滑动支点滑动到合适的位置，然后固定不动。启动电机，数据采集器采集光电 计数器的数据、纵向压力传感器的数据y和横向压力传感器的数据X并记录下每个数据所对 应的时间点。试验其起始时刻为〇，数据中的时间点为与起始时刻的相对值。
[0031] 2、螺旋翼角速度和角加速度的计算。设光电计数器一共测得N组数据，其中时间数 据为Ti-TN。螺旋翼的角速度的计算步骤如下：
[0032] (1)将第一个数据点的时间t、角速度ω :和角加速度ε:分别设置为〇。
[0033] (2)第二个数据点的时间t2角速度ω 2和角加速度ε2分别为： "t = 7； - 7； 6π =-
[0034] < ^ s ?2 _ \2π 一 Λ /；
[0035] (3)第k(k<N，k为正整数)个数据点的时间tk角速度cok和角加速度 ε??由第k-Ι个数 据的时间tk-i角速度ω η和角加速度ek-：L的值通过下面公式计算出。 h =^k ~ Tk-\
[0036] ^ 〇)k-=ah-tl+bk-tk+ck sk=Wh
[0037] 其中 a =+ SSkJk-\ ~ ^SSkJkJk +S^kJk + ^stk(°k~j) k Γ η r _ 12；?·^^ -2ssk^ltk_i +3ssk_1tk_ltk + bstk^(i)k^ -6stk_ltk￡〇k_1 L〇Uv38」 ?- z h-h、 c = -ΙΙπ?Ι^ -4st3k^k_l+6st kj;mk^l-2stlat^ 、 - 4)
[0039] (4)根据(3)中的结果绘制测试时间内的螺旋翼角速度、时间曲线；
[0040] 3、螺旋翼升力F和扭矩Μ的计算的方法为： Γ / F =」^y.
[0041 ] i M = l、eme,X
[0042] 式中lrotor和lsenser分别为螺旋翼端的力臂长度和压力传感器端的力臂长度。y为纵 向压力传感器的数据，X为横向压力传感器的数据。
[0043] 4、根据纵向（横向）压力传感器的数据点所对应的时间点，利用步骤2中得到的角 速度与时间的曲线，获得该时间点螺旋翼的角速度。然后绘制出螺旋翼的角速度与升力的 关系曲线和螺旋翼角速度与扭矩的升力曲线。
[0044]本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。
【主权项】
1. 一种测量小型螺旋翼升力和扭矩的装置，其特征在于包括:外转子式电动机(a)、不 反光胶带(b)、反光贴纸(C)、被测螺旋翼(d)、光电计数器(e)、杠杆(f)、滑动支点（g)、纵向 压力传感器化）、横向压力传感器(i)、数据采集器(j)、数据传输线化）、测试平台座（1)、游 标卡尺(m)、滑动轨道(η); 测试平台座（1)安放在水平面上并固定，滑动支点（g)安装在测试平台座（1)的滑动轨 道内；光电计数器(e)安置在测试平台座(1) 一端的平台上，纵向压力传感器化)和横向压力 传感器(i)安装在平台的另一端;杠杆(f)的一端与横向压力传感器(i)固连，该端突起处与 纵向压力传感器化)接触，另一端与电动机(a)固连，然后搭在所述的平台上，滑动支点（g) 卡在杠杆(f)上;将不反光的胶带(b)在外转子式电动机的转子侧面贴满一周，将S个反光贴 纸山)等间隔的贴在反光胶带上，被测螺旋翼(d)与电动机(a)固连;光电计数器(e)、纵向压 力传感器化)和横向压力传感器(i)的数据线与数据采集器(j)链接;游标卡尺(m)的主尺部 分位于测试平台上，并与滑动支点(g)的下边缘对齐，杠杆(f)与纵向压力传感器化)接触点 位置正对游标卡尺的某一刻度;游标卡尺的游标在滑动支点(g)的下方，其对准刻线在支点 的垂直延长线上;滑动轨道(η)在测试平台座（1)的两侧，并位于游标卡尺(m)的上方，滑动 支点(g)卡在滑动轨道(η)内并且只可W在轨道的方向上运动;所述的S为大于1的整数。2. 根据权利要求1所述的一种测量小型螺旋翼升力和扭矩的装置，其特征在于:游标卡 尺的0刻度位置在杠杆(f)与纵向压力传感器化)接触的位置，末刻度端在电动机(a)的转动 轴的垂直延长线上。3. 利用权利要求1所述装置确定小型螺旋翼升力和扭矩的方法，其特征在于步骤如下： (1) 数据采集器采集光电计数器的数据W及采集数据对应的时间，假设一共测得测得N 组数据，其中时间数据为T1~TN，利用该N组数据及时间数据确定螺旋翼的角速度，绘制每 个光电计数器时间区间内的角速度、时间曲线； (2) 数据采集器采集纵向压力传感器数据、横向压力传感器数据并记录下每个数据所 对应的时间点； (3) 根据杠杆原理，利用步骤(2)中的数据计算每个数据点的升力、扭矩； (4) 计算步骤(2)中每个时间点上螺旋翼的角速度，绘制升力、角速度曲线W及扭矩、角 速度曲线;具体为:根据压力传感器采集的时间选择步骤（1)中光电计数器的时间区间，然 后利用该区间的角速度、时间曲线得到该时间对应的角速度，进而得到一对与时间对应的 升力(或扭矩)和角速度。4. 根据权利要求3所述的一种测量小型螺旋翼升力和扭矩的方法，其特征在于:所述螺 旋翼的角速度的计算步骤如下： (1) 将第一个数据点的时间ti、角速度ωι和角加速度ει分别设置为0; (2) 第二个数据点的时间t2角速度《2和角加速度62分别为：(3)第k化如，k为正整数)个数据点的时间tk角速度wk和角加速度ε抽第k-1个数据的 时间tk-i角速度ω k-i和角加速度Ek-i的值通过下面公式计算出。
【专利摘要】本发明提供了一种测量小型螺旋翼升力和扭矩的装置及方法，能够测量螺旋翼动态过程中角速度与升力和扭矩的变化关系。该装置外转子式电动机(a)、不反光胶带(b)、反光贴纸(c)、被测螺旋翼(d)、光电计数器(e)、杠杆(f)、滑动支点(g)、纵向压力传感器(h)、横向压力传感器(i)、数据采集器(j)、数据传输线(k)、测试平台座(l)、游标卡尺(m)、滑动轨道(n)；本发明通过光电计数器能够测量一周期内螺旋翼角速度的变化情况；通过杠杆原理可以改变压力传感器与螺旋翼升力和扭矩的比值，使压力传感器工作在最佳受力区间，从而提高升力和扭矩的测量精度和测量范围；结合游标卡尺可以更加精确和方便的读出两个力臂的长度；装置实现了全过程(过度过程和稳定状态)测量。
【IPC分类】G01L5/00
【公开号】CN105547554
【申请号】CN201510981323
【发明人】吕腾, 魏宗康, 郭子伟
【申请人】北京航天控制仪器研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月23日