反馈力法微小推力测量系统标定实验实验报告段毓.docx

PAGE \* MERGEFORMAT1 反馈力法微小推力 测量系统标定 学院名称宇航学院专业名称航空宇航推进理论与工程学生姓名段毓（第二组第1小组）学号SY1615306 2016年11月25日 PAGE \* MERGEFORMAT5 实验目的 1) 了解常见的微小推力测量方法； 2) 了解反馈力法微小推力测量系统测量原理； 3) 掌握反馈力法微小推力测量系统的标定方法； 4) 学会分析反馈力法微小推力测量系统的静态参数。 实验设备和功能 1) 微推力架一台； 2) 反馈电路一套； 3) 标定装置一套； 4) 电源三台； 5) 万用表一个； 6) 导线若干。 实验内容与步骤 3.1反馈电路接线 整个反馈电路共有处需要供电。总电路需要供电±15V，三极管需要供电 ±5V，传感器需要供电24V，所有电源均是直流稳压电源。 接线时遵循红正黑负的原则，注意不要把正负极性反接，否则会导致元器件被烧毁，甚至发生爆炸。 实验桌上有三个电源，推力架后方的电源是为整个电路供电的，可以提供±15V和±12V的电压，其控制面板上有切换按钮可以切换输出电压。右侧有两个电源堆叠在一起，上方的电源是传感器电源，下方的是三极管电源。使用时先把电源的电源线连接好，然后把相应的线接到相应的电路板的接口上。电路板上除了供电电路之外还有一路磁线圈的驱动电路需要连线，该路线路是从放大电路的输出端连接至磁线圈的线圈接口。连接完成之后用万用表检查线路是否正确，有无开路情况。 3.2测量线路连接 标定时可用万用表的直流电压档进行测量。电路板已经预留了信号输出接口，直接用导线从接口处引出信号即可用万用表进行测量。 3.3安装标定装置 标定装置主要有3部分组成。分别是定滑轮、支撑装置、线、砝码盘。推力架上有安装孔，先把支撑装置安装到推力架上，再把定滑轮安装到支撑装置上，然后用线把砝码盘连接到推力架上，并使线水平放置在定滑轮的沟槽内。 3.4解锁推力架 此推力架的弹性元件为高精度的弹性轴承，为延长轴承的使用寿命，在推力架不工作时需要将其锁死，防止动架晃动。标定前需要解除其锁定。 3.5启动电源 除电路总电源只有一个电源按钮之外，其他电源在电源按钮按下之后还需按下输出按钮才能输出电压。按下输出按钮前要调整好电源的输出电压，防止烧毁元器件。 3.6标定推力架 按照附表中的要求，逐个添加砝码到砝码盘中，并观察万用表的读数，待读数稳定之后记录数据，直到完成表中的所有内容。 3.7关闭电源 依次关闭总电路的电源，传感器的电源和三极管的电源。关闭电源时先按输出按钮，再按电源按钮。 数据处理 灵敏度 第二大组的微推力架砝码标定数据如下表所示。 表  SEQ 表 \* ARABIC 1 微推力架砝码标定数据 砝码 质量 /g微推力架输出/V第一组第二组第三组正行程反行程正行程反行程正行程反行程00.0904 0.0901 0.0881 0.0896 0.0893 0.0902 20.1231 0.1245 0.1230 0.1256 0.1238 0.1249 70.2077 0.2099 0.2081 0.2095 0.2073 0.2104 170.3714 0.3744 0.3732 0.3740 0.3715 0.3736 370.6884 0.6909 0.6892 我们小组是第一组，以砝码质量为x轴，推力架输出为y轴，用EXCEL画出正行程和反行程微推力架的输出和砝码质量的关系曲线如下图所示。 图  SEQ 图 \* ARABIC 1 微推力架输出 vs. 砝码质量 对我组数据的正行程和反行程进行线性拟合，得到的拟合数据如下表所示。 表  SEQ 表 \* ARABIC 2 推力架标定灵敏度分析数据 截距斜率斜率标准差Adj. R-Squ正行程92.5544916.162340.109860.99982反行程93.9543416.151240.160310.99961正反行程的斜率相差无几，因此斜率取16.15mV/g，取重力加速度为，得到推力架的灵敏度为K = 1.64 mV/mN。线性相关系数能达到3个9，说明输出与负载之间的线性关系较好。 线性度 用正反行程的平均参数写出推力架输出和推力输入之间的函数关系如下所示，将其作为推力架的理想关系曲线。 其中ｘ是砝码的质量 表  SEQ 表 \* ARABIC 3 微推力架线性度和迟滞性分析数据 砝码质量/g理想输出/mV正行程输出/mVΔLUp返行程输出/mVΔLDownΔH093.2590.4