仪器仪表学报

作者：周炜杰，龙建飞，王嘉彬，丛麟骁，郭宁

单位：周炜杰,1.国科大杭州高等研究院基础物理与数学科学学院杭州310024； 2.国科大杭州高等研究院引力波 太极实验室（杭州）杭州310024； 3.中国科学院大学北京100049,zhouweijie23@mails.ucas.ac.cn,龙建飞,1.国科大杭州高等研究院基础物理与数学科学学院杭州310024； 2.国科大杭州高等研究院引力波 太极实验室（杭州）杭州310024； 3.中国科学院大学北京100049,longjianfei@ucas.ac.cn,王嘉彬,1.国科大杭州高等研究院基础物理与数学科学学院杭州310024； 2.国科大杭州高等研究院引力波 太极实验室（杭州）杭州310024； 3.中国科学院大学北京100049,,丛麟骁,中国科学院大学北京100049,,郭宁,国科大杭州高等研究院基础物理与数学科学学院杭州310024,

关键词：微牛级;电磁力校准;基准倾角;倒立摆;微推力测量

基金：国家重点研发计划(2021YFC2202700)、国科大杭州高等研究院专项资金(2022ZZ01009)、微霍尔推力器长寿命机理与验证研究(2024HIAS-Y006)项目资助

为研究基准面倾斜对微推力测量的影响,提出一种基于倒立摆结构的高精度地面倾角测量方法。通过精确控制基准面倾斜角度,探讨其对系统刚度和测量精度的影响。首先，利用高精度电磁标准力开展标定实验,获得倒立摆的重力矩约为162.80mNm,安装基板初始倾角约为-1.78mrad,其次采用压电偏摆台调制开展基准面倾角影响的实验研究,最后进行不确定度分析。测试数据表明：当摆杆重力矩刚度与柔性枢轴刚度相接近时，基准面倾角对摆杆偏转角放大效应明显；当重力矩为162.80mNm,K0=191.46mNm/rad时,放大倍数约为5.73,与仿真结果相差0.25%；基于倒立摆存在的放大效应,基准面倾角10μrad下倒立摆系统刚度将产生57%的偏差，通过模型修正，微推力测量值偏差优于0.98%,系统刚度偏差优于2%；综合考虑实验环境和仪器设备的影响,本文实验测量相对不确定误差为1.40%；研究结果为提高微推力测量性能提供了支持。

来源：2024年第11期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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