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微牛级电磁力标定装置仿真与测试研究
1
作者 成烨 龙建飞 +5 位作者 罗威 王嘉彬 黄丹 徐禄祥 郭宁 杨威 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期208-216,共9页
如何获得高精度标定力是微牛级推力测量的重要基础。本文构建了C型磁路结构和矩形线圈组合方式以产生高精度宽范围电磁标定力。利用有限元方法分析了该装置特征区域磁场分布,对矩形线圈与磁体相对位置影响进行了讨论,最后搭建标定实验... 如何获得高精度标定力是微牛级推力测量的重要基础。本文构建了C型磁路结构和矩形线圈组合方式以产生高精度宽范围电磁标定力。利用有限元方法分析了该装置特征区域磁场分布,对矩形线圈与磁体相对位置影响进行了讨论,最后搭建标定实验平台并进行标定实验。得到主要结论:在特征区域范围内磁场分布均匀性较好,最大差异率仅为0.7%;电流在10μA~20.2 mA范围调节时,电磁力标定范围为0.097~237.32μN,实验测量数据与仿真结果最大误差为1.73%;当线圈电流分辨率为10μA时,标定力实测分辨率优于0.1μN。 展开更多
关键词 微推力测量 微牛级 电磁力标定 系统参数标定 仿真模拟
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空间电推进微小推力测量技术
2
作者 汤海滨 张仲恺 张尊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期209-227,共19页
针对应用于空间电推进领域的微小推力测量技术的研究现状,回溯了微小推力测量技术的发展历程,梳理了测量方法的技术路线,详细介绍了扭摆式、悬摆与倒摆式、天平式和投靶式测量装置以及电磁式微小推力测量装置;针对测力系统的标定技术进... 针对应用于空间电推进领域的微小推力测量技术的研究现状,回溯了微小推力测量技术的发展历程,梳理了测量方法的技术路线,详细介绍了扭摆式、悬摆与倒摆式、天平式和投靶式测量装置以及电磁式微小推力测量装置;针对测力系统的标定技术进行了综述,介绍了有力源微小推力标定方法和无力源标定方法;根据微小推力测量装置自身特性,介绍了其性能评估方法与环境相互作用的噪声响应情况。最终分析了微小推力测量技术的特点,给出了对该技术持续研究与开展应用的认识。 展开更多
关键词 电推进 微小推力测量 微小推力标定 测力台架 磁悬浮推力测量 综述
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基于石英晶片扭转效应的微小推力测量研究 被引量：2
3
作者 任宗金 朱晓雨 张军 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第4期481-483,487,共4页
针对毫牛(mN)级电推进器输出推力的动态测量难题,该文基于压电式扭矩传感器开发了一种微小力测量装置,通过将推进器端“小力-大力臂”转化为测量端“小力臂-大力”的方式,将推进器输出的微小力转化成扭矩测量,实现了毫牛(mN)级微小力的... 针对毫牛(mN)级电推进器输出推力的动态测量难题,该文基于压电式扭矩传感器开发了一种微小力测量装置,通过将推进器端“小力-大力臂”转化为测量端“小力臂-大力”的方式,将推进器输出的微小力转化成扭矩测量,实现了毫牛(mN)级微小力的测量。通过电磁力施加标准微小力的方式对测量装置进行静态标定,非线性误差和重复性误差分别为1.26%和1.43%。采用脉冲激励响应实验法获得测量装置在推力测量方向上的固有频率为35 Hz。试验结果表明,该测量装置对mN级电推进器微小输出力测量的可行性。 展开更多
关键词 微小推力 压电石英 微推力测量 毫牛(mN)级力 电磁力标定
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高精度电磁标定力数值模拟及实验研究 被引量：2
4
作者 冯孝辉 洪延姬 +1 位作者 崔海超 冯高平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期451-464,共14页
高精度电磁标定力源是微推力测量系统的重要组成要素之一。为了获得性能优良的电磁标定力,本文综合采用数值模拟及实验测量两种方法分析研究了线圈和永磁铁相对位置变化时,磁铁几何尺寸对电磁力特性的影响:对于直径较大、厚度较小的永... 高精度电磁标定力源是微推力测量系统的重要组成要素之一。为了获得性能优良的电磁标定力,本文综合采用数值模拟及实验测量两种方法分析研究了线圈和永磁铁相对位置变化时,磁铁几何尺寸对电磁力特性的影响:对于直径较大、厚度较小的永磁铁而言,其电磁力随相对位置的变化会存在极值,且极值点附近的电磁力具有较好的稳定性和一致性。根据电磁力变化趋势特性,提出了线圈和永磁铁相对基准中心(极值点)位置的高精度设置方案,且基准中心位置附近的电磁力变异系数可达0.00252。最后,确定了大直径永磁铁+线圈组合型电磁力产生装置,并基于拟合方法建立了一定包络区间内的高精度电磁力控制关系式,其拟合曲线的估计标准误差约为0.0137。 展开更多
关键词 微推力测量 系统参数标定 电磁恒力 数值模拟 实验研究
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三丝扭摆微推力在线测量方法及不确定度分析 被引量：14
5
作者 宁中喜 范金蕤 《测控技术》 CSCD 北大核心 2012年第5期45-48,共4页
介绍了一种利用三丝扭摆在线标定和测量毫牛级微推力的方法,该方法采用扭矩平衡和光杠杆放大的原理,将推力器的微小推力转化为光斑的大位移。为消除环境和热等诸多外界因素的影响,使用了砝码在线标定方法,并分析了其测量不确定度。结果... 介绍了一种利用三丝扭摆在线标定和测量毫牛级微推力的方法,该方法采用扭矩平衡和光杠杆放大的原理,将推力器的微小推力转化为光斑的大位移。为消除环境和热等诸多外界因素的影响,使用了砝码在线标定方法,并分析了其测量不确定度。结果表明,使用该方法后在有效的推力测量范围内合成不确定度最小可达到1.5%。 展开更多
关键词 三丝扭摆 微推力测量 在线标定 不确定度
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高精度电磁标定力的产生及其特性分析 被引量：5
6
作者 王大鹏 金星 +1 位作者 周伟静 李南雷 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1933-1942,共10页
高精度标定力的产生是微推力高精度测量的关键之一。电磁力具有非接触、结构简单、容易控制等优势,成为微推力测量系统有效的标定力产生方法。针对微推力测量对于电磁标定力的性能要求,研究了磁铁与线圈之间相对位置变化对电磁力大小的... 高精度标定力的产生是微推力高精度测量的关键之一。电磁力具有非接触、结构简单、容易控制等优势,成为微推力测量系统有效的标定力产生方法。针对微推力测量对于电磁标定力的性能要求,研究了磁铁与线圈之间相对位置变化对电磁力大小的影响关系,通过仿真计算得到了轴向距离、径向偏差、相对倾角变化下的电磁力输出特性:相对倾角、径向偏差不为0时,电磁力均会变大,且关于磁铁中心轴线具有对称性,沿轴向距离,电磁力先增大后减小。基于天平称重法,设计了可三维调节的电磁力测量装置,提出了轴向距离、径向偏差、相对倾角的归零调节方法;获得了电磁力较为完备的力学特性,通过分段拟合方法,解决了在较小标定力时相对误差较大的问题,确定了电磁力及电流的控制关系及相对位置变化范围;提出了不敏感角、不敏感径向偏差、不敏感轴向距离区间等新概念,为电磁力产生装置的性能表征提供了具体参数。 展开更多
关键词 电磁力 微推力测量 标定 误差
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