仪器仪表学报

作者：朱春源，赵美蓉，张 宏，杨 永，郑叶龙

单位：朱春源,1. 天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室,,赵美蓉,1. 天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室,,张 宏,2. 兰州空间技术物理研究所,,杨 永,1. 天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室,,郑叶龙,1. 天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室,

关键词：推力测量;平行四边形机构;电磁力;不确定度

基金：国家重点研发计划 (2021YFC2202702)项目资助

推力的精确测量在卫星姿态控制、引力波探测等领域均有重要应用,已经成为限制推力器技术发展的关键问题。国内外开展了很多推力测量相关的研究,但仍难以兼顾重负载和高精度。本文针对小推重比推力器推力测量困难的问题,提出了一种基于平行四边形机构的测量方法,并搭建了一套推力测量装置,其具有承载能力强、精度高、稳定性好的优点。其中平行四边形机构既作为推力器承载部件,又作为将推力转化为单自由度线性位移的弹性元件。微小位移由激光干涉仪测量,后基于胡克定律计算得到待测力值。设计了合理的机构参数,并对机构进行了力学仿真分析,理论承载能力达140kg。利用电磁力测试了装置的力学响应,实验结果表明,在2.5kg的实际承重下,测量系统可分辨的最小力值为17.2μN,量程为17.2~2789.9μN,相对不确定度为1.26%。该方法适用于推力器推力的测量,对推力器技术的发展具有重要意义。

来源：2022年第4期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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