基于扭秤的弱力测量的初步分析和校验

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文基于扭秤的弱力测量的初步分析和校验作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：赵凤鸣李英梅副教授东北大学康琦研究员中国科学院力学研究所硕士固体力学学科类别：工学2013年6月论文答辩日期：2013年6月2013年7答辩委员会主席：刮贫、评阅人：侯祥林李永强东北大学2013年6月万方数据AThesisinSolidMechanicsBasedonthe腑ak．forceTorsionBalanceMeasurementsPreliminaryAnalysisandVerificationByZhaoFengmin

2、gSupervisor：AssociateProfessorLiYingmeiVicesupervisor：ProfessorKangQiNortheasternUniversityJune2013万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢=也思。学位论文作者签名撬日期：矽1弓．／．)7l学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学

3、有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位论文作者虢墨鸹签字日期：矽彦∥'衫，两年d导师签名：签字日期：务7扔卜V，凄∥勿砧万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于扭秤的弱力测量的初步分析和校验摘要在科学技术日益发展的今天，人类对宇宙空间的探索越来越多。随着人类空间科学活动的增多，空间飞行器的种类日益丰富并且先进。作为给飞行器提供动力系统的推进器，其发展已达到微牛顿

4、量级。微推力测量装置可以对推进器的推力进行精确测量，并且根据测量结果评估推进器的推力性能，指引推进器研究的改进方向，缩短推进器的研发时间和周期。本论文以空间微推进器的微推力测量作为研究对象，初步设计了一套完整的基于扭秤的弱力测量系统，采用两步标定法作为实验原理，即标准弱力产生、扭转角位移测量及标定。设计并制作了相应的实验设备，包括扭丝夹具、扭摆系统、标准弱力产生装置、真空系统的改造、角位移测量系统和基于PSD的光杠杆参考测量系统等。通过两步标定实验，给出真空环境下标准弱力与扭摆的扭转角位移之间的数学关系。在真空环境下的原理实验中，测量了49N-1809N范围的微推力，测量精

5、度可以达到30N，分辨率为1心，给出整套测量装置的最终标定结果为Fo=AO-d，其中标定的系数为c=(1．9063=t--0．0226)×10。gN／rad和d气O．7658+0．1411)laN。实验中发现，角位移标定实验中电磁螺线管间距变化、真空系统内的振动及温度的波动等干扰因素对扭秤的测量会产生的影响，同时加工和装配精度限制了扭秤系统的最小推力测量值。针对以上情况设计了相应的抑制和测量系统的改进方案，为下一步实验工作的开展奠定了基础。关键词：空间推进器；微推力测量；扭秤；两步标定法．Ⅱ．万方数据Basedonthe胎ak．forceTorsionBalanceMeas

6、urementsPreliminaryAnalysisandgerifical：ionAbstractTheincreasinginterestsinspacesciencemissions，moreandmorehuman’Sexplorationsofspacehavebedoneintoday．Withtheincreaseofhumanactivityspacescience，spacevehicletypesofincreasinglyrichandadvanced．Asforpropelleraircraftpowersystem，itsdevelopmentl

7、evelhasreachedthemicroNewton．MicrothrustmeasuringdeviceCanaccuratelymeasureofpropellerthrustandperformancemeasurementresultsandaccordingtotheevaluationofpropellerthrustandguidetheimprovementdirectionofpropulsionresearch，shortenthedevelopmenttimeandperiodofthep