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传感器原位标定系统稳定加载关键技术研究

发布时间:2018-04-27 02:42

  本文选题:原位标定系统 + 压电陶瓷微力发生装置 ; 参考:《吉林大学》2015年硕士论文


【摘要】:传感器原位标定系统是对火箭发动机推力进行原位标定和校核的装置。在进行传感器标定过程中,由于对加载速度和加载过程的控制大多依赖操作者经验完成,力值波动较大,加载稳定性较差,自动化程度较低,尤其在检测量程较小的传感器时,加载过程更不稳定。本文阐述了传感器比对法标定和校准的研究现状,说明原位标定系统推力稳定加载的重要意义。传感器原位标定系统粗加载动力由伺服电机提供,精细加载部分利用压电陶瓷微力发生装置进行微力调节。 本文介绍原位标定系统的机械结构以及工作原理,并分别对原位标定系统的粗加载部分和微调部分进行加载稳定性的分析与研究,在粗加载的过程中,计算出被测传感器受力瞬间的接触力,得出了给被检传感器施加载荷的临界状态时伺服电机临界转速值,对此过程运用ADAMS软件进行了动力学分析与仿真。 在粗加载过程中,要使原位标定系统推力检测部分能实现稳定加载,电机设定的转动速度不能超过临界速度,同时针对实验过程中出现的伺服电机报警现象,对粗加载过程中丝杠的稳定性和传动部分的传动过程进行了计算分析,应用ANSYS软件对粗加载过程中立柱变形进行计算与仿真,同时分析了立柱变形对动横梁运动的影响。 施加精细载荷时,利用压电陶瓷的逆压电效应,给压电陶瓷叠堆施加可调节的直流电压,产生微力以实现精细调节。分析加在压电陶瓷两端的电压与压电陶瓷整体产生的微位移之间的关系,,把得到的结论应用在微调部分的控制程序中,实现微调部分的稳定加载。 应用PLC与HMI自动化控制系统,使操作更加方便快捷,操作界面更加直观,并将粗加载的速度参数和微调部分的结论应用到控制系统中,使原位标定系统传感器检测部分实现稳定加载。
[Abstract]:The sensor in situ calibration system is a device for in situ calibration and verification of rocket engine thrust. In the process of sensor calibration, the control of loading speed and loading process mostly depends on the operator's experience, the force fluctuates greatly, the loading stability is poor, and the degree of automation is low, especially in the sensor with small detection range. The loading process is more unstable. In this paper, the research status of calibration and calibration of sensor alignment method is described, and the significance of thrust stability loading of in-situ calibration system is explained. The coarse loading power of the sensor in situ calibration system is provided by the servo motor, and the fine loading part is regulated by the piezoelectric ceramic micro force generator. In this paper, the mechanical structure and working principle of the in-situ calibration system are introduced, and the stability of the coarse loading part and the fine tuning part of the in-situ calibration system are analyzed and studied respectively. The contact force of the sensor is calculated and the critical speed of the servo motor is obtained when the load is applied to the sensor. The dynamic analysis and simulation of the process are carried out by using ADAMS software. In the rough loading process, the thrust detection part of the in-situ calibration system can be stably loaded, and the rotation speed of the motor can not exceed the critical speed. At the same time, the alarm phenomenon of the servo motor appears in the course of the experiment. The stability of the lead screw and the transmission process of the transmission part during rough loading are calculated and analyzed. The deformation of the column during the coarse loading is calculated and simulated by using ANSYS software. The influence of the deformation of the column on the motion of the moving beam is analyzed at the same time. When the fine load is applied, an adjustable DC voltage is applied to the stack of piezoelectric ceramics by using the inverse piezoelectric effect of the piezoelectric ceramic, and the micro-force is generated to realize the fine adjustment. The relationship between the voltage applied on the two ends of the piezoelectric ceramics and the micro-displacement produced by the whole piezoelectric ceramics is analyzed. The conclusions obtained are applied to the control program of the fine-tuning part to realize the stable loading of the fine-tuning part. The application of PLC and HMI automation control system makes the operation more convenient and quick, the operation interface more intuitive, and the conclusion of coarse loading speed parameter and fine tuning part applied to the control system. The sensor detection part of the in situ calibration system can be loaded stably.
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP212;V43

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本文编号:1808854

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