本文選題：原位標(biāo)定系統(tǒng) + 壓電陶瓷微力發(fā)生裝置�。� 參考：《吉林大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：傳感器原位標(biāo)定系統(tǒng)是對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力進(jìn)行原位標(biāo)定和校核的裝置。在進(jìn)行傳感器標(biāo)定過(guò)程中，由于對(duì)加載速度和加載過(guò)程的控制大多依賴(lài)操作者經(jīng)驗(yàn)完成，力值波動(dòng)較大，加載穩(wěn)定性較差，自動(dòng)化程度較低，尤其在檢測(cè)量程較小的傳感器時(shí)，加載過(guò)程更不穩(wěn)定。本文闡述了傳感器比對(duì)法標(biāo)定和校準(zhǔn)的研究現(xiàn)狀，說(shuō)明原位標(biāo)定系統(tǒng)推力穩(wěn)定加載的重要意義。傳感器原位標(biāo)定系統(tǒng)粗加載動(dòng)力由伺服電機(jī)提供，精細(xì)加載部分利用壓電陶瓷微力發(fā)生裝置進(jìn)行微力調(diào)節(jié)。 本文介紹原位標(biāo)定系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及工作原理，并分別對(duì)原位標(biāo)定系統(tǒng)的粗加載部分和微調(diào)部分進(jìn)行加載穩(wěn)定性的分析與研究，在粗加載的過(guò)程中，計(jì)算出被測(cè)傳感器受力瞬間的接觸力，得出了給被檢傳感器施加載荷的臨界狀態(tài)時(shí)伺服電機(jī)臨界轉(zhuǎn)速值，對(duì)此過(guò)程運(yùn)用ADAMS軟件進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析與仿真。 在粗加載過(guò)程中，要使原位標(biāo)定系統(tǒng)推力檢測(cè)部分能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加載，電機(jī)設(shè)定的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不能超過(guò)臨界速度，同時(shí)針對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的伺服電機(jī)報(bào)警現(xiàn)象，對(duì)粗加載過(guò)程中絲杠的穩(wěn)定性和傳動(dòng)部分的傳動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了計(jì)算分析，應(yīng)用ANSYS軟件對(duì)粗加載過(guò)程中立柱變形進(jìn)行計(jì)算與仿真，同時(shí)分析了立柱變形對(duì)動(dòng)橫梁運(yùn)動(dòng)的影響。 施加精細(xì)載荷時(shí)，利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，給壓電陶瓷疊堆施加可調(diào)節(jié)的直流電壓，產(chǎn)生微力以實(shí)現(xiàn)精細(xì)調(diào)節(jié)。分析加在壓電陶瓷兩端的電壓與壓電陶瓷整體產(chǎn)生的微位移之間的關(guān)系，，把得到的結(jié)論應(yīng)用在微調(diào)部分的控制程序中，實(shí)現(xiàn)微調(diào)部分的穩(wěn)定加載。 應(yīng)用PLC與HMI自動(dòng)化控制系統(tǒng)，使操作更加方便快捷，操作界面更加直觀，并將粗加載的速度參數(shù)和微調(diào)部分的結(jié)論應(yīng)用到控制系統(tǒng)中，使原位標(biāo)定系統(tǒng)傳感器檢測(cè)部分實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加載。
[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.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TP212;V43

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本文編號(hào)：1808854