一种微力测量装置的动态性能测试系统及方法与流程

本申请涉及微弱力测量，具体涉及一种微力测量装置的动态性能测试系统及方法。

背景技术：

1、微力测量装置（推力架）广泛应用于微牛至毫牛级微小推力的精确测量。在实际应用中，推力器产生的推力往往是动态变化的（如脉冲式推力器），因此需要对推力架的动态性能进行测试和标定。

2、现有动态标定方法通常需要在推力架的受力端安装附加的机械激励结构（如音圈电机、压电陶瓷等）。这种接触式的标定方法存在附加结构的质量和刚度会直接改变推力架本身的固有动态特性，导致标定出的动态参数（如上升时间、超调量、固有频率等）失真，甚至无法真实反映推力架在实际工作状态下的性能等问题。

3、此外，现有标定方法在真空环境下难以产生量化的、具有确定时间特征的动态激励信号（如阶跃信号、脉冲信号、特定频率的正弦信号），无法满足对复杂动态工况下推力架响应特性进行准确评估的需求。

4、因此，有必要提供一种用于微力测量装置的气动激励系统及测试方法，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种微力测量装置的动态性能测试系统及方法，能够解决上述提到的至少一个技术问题。具体方案如下：

2、根据本申请的具体实施方式，本申请提供一种微力测量装置的动态性能测试系统，包括：气动激励调制单元，其包括气源装置、与气源装置连通的气路控制装置；所述气动激励调制单元用于产生可控气流；所述气路控制装置包括质量流量控制器、压电阀；真空舱，其用于形成进行动态性能测试的真空环境，所述真空舱内设置有振动平台、安装于振动平台的待测推力架、载荷模拟体，所述载荷模拟体用于调整待测推力架的负载质量；激励调节单元，其包括设置在真空舱内的喷嘴、调节机构，所述真空舱与所述气路控制装置连通，所述喷嘴用于喷出可控气流，所述调节机构用于调整所述喷嘴与待测推力架的受力面的相对位置；监测单元，用于监测所述喷嘴的入口总压力信号、所述待测推力架的位移信号、振动平台的振动加速度信号，所述监测单元包括压力传感器、位移传感器、振动加速度传感器；数据处理装置，与真空舱连接，用于采集所述监测单元在动态性能测试所监测的测试数据，并用于对所述测试数据进行数据处理。

3、根据本申请的具体实施方式，本申请还提供一种微力测量装置的动态性能测试方法，其采用本申请所述的微力测量装置的动态性能测试系统来执行，包括：将待测推力架安装于真空舱内的振动平台上，并将喷嘴中心对准推力架的受力面的中心位置；在所形成的真空舱试验环境内，控制开启压电阀，并利用喷嘴形成可控气流对待测推力进行动态性能测试；获取不同负载条件下的测试数据，建立待测推力架的动态性能参数随载荷质量变化的评估关系曲线；基于所建立的评估关系曲线，评估当前微力测量装置在对应载荷下的动态性能。

4、本申请实施例的上述方案与现有技术相比，至少具有以下有益效果：

5、本申请采用可控气流作为激励源，喷嘴与推力架之间无机械连接，实现了非接触式动态激励，不改变推力架本身的动态特性，保证了标定结果的真实性；通过压电阀控制气流的通断时序，可产生阶跃、脉冲、周期性脉冲等多种标准动态激励信号，满足动态性能测试对多种激励波形的需求；通过建立真空环境下气体羽流膨胀的力学模型，将可控气流的作用力与控制参数建立定量映射关系，解决了真空环境下气流膨胀导致激励力难以量化的问题。

1.一种微力测量装置的动态性能测试系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的微力测量装置的动态性能测试系统，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的微力测量装置的动态性能测试系统，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的微力测量装置的动态性能测试系统，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的微力测量装置的动态性能测试系统，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的微力测量装置的动态性能测试系统，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的微力测量装置的动态性能测试系统，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的微力测量装置的动态性能测试系统，其特征在于，

9.一种微力测量装置的动态性能测试方法，其特征在于，其采用权利要求1至8中任一项所述的微力测量装置的动态性能测试系统来执行，包括：

10.根据权利要求9所述的动态性能测试方法，其特征在于，