專利名稱：撓性陀螺慣性轉(zhuǎn)子組件的平衡測(cè)試模具及測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制造技術(shù)，涉及一種撓性陀螺慣性轉(zhuǎn)子組件的平衡測(cè)試模具及測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
撓性陀螺(以下稱簡(jiǎn)稱陀螺)慣性轉(zhuǎn)子的平衡技術(shù)是陀螺裝調(diào)過程的關(guān)鍵技術(shù)， 陀螺對(duì)轉(zhuǎn)子不平衡指標(biāo)有嚴(yán)格的要求，這慣性轉(zhuǎn)子平衡的測(cè)試精度提出了較高的要求。陀螺轉(zhuǎn)子的平衡過程包括轉(zhuǎn)子的軸向不平衡量的測(cè)試、調(diào)整和轉(zhuǎn)子的徑向不平衡量的測(cè)試、調(diào)整，對(duì)轉(zhuǎn)子平衡的測(cè)試精度要求較高，轉(zhuǎn)子平衡的精度不達(dá)標(biāo)將會(huì)產(chǎn)生陀螺漂移，使陀螺性能下降。在傳統(tǒng)的測(cè)試方法中使用的平衡測(cè)試模具，沒有調(diào)整螺桿，被測(cè)試陀螺轉(zhuǎn)子直接安放在測(cè)試模具上，用拉緊螺釘固定，進(jìn)行測(cè)試，由于零件的加工誤差和組件的裝配誤差， 使信號(hào)器距陀螺轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁面的間隙的離散度很大，而此間隙直接影響信號(hào)器的梯度，進(jìn)而影響測(cè)試電路的放大倍數(shù)，使陀螺轉(zhuǎn)子的靜平衡測(cè)試精度大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種測(cè)試誤差小、平衡精度高的撓性陀螺慣性轉(zhuǎn)子組件的平衡測(cè)試模具及測(cè)試方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，模具包括底座、信號(hào)器、力矩器、測(cè)試臺(tái)，其特征是，信號(hào)器安裝在底座的上表面，并使信號(hào)器的X軸、Y軸與底座的X軸、Y軸對(duì)齊，力矩器安裝在底座的上端面的定位臺(tái)階上，力矩器與信號(hào)器同軸且在其外側(cè)，使力矩器的X軸、Y軸與底座的X軸、Y軸對(duì)齊，調(diào)整桿安裝在位于底座中心的螺紋孔內(nèi)，被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子安裝在調(diào)整桿中心孔中并通過拉緊螺釘?shù)穆葆斂仔氡粶y(cè)陀螺轉(zhuǎn)子螺紋孔固定。所述平衡測(cè)試模具及測(cè)試方法是，(a)打開激磁電源和雙通道毫伏表開關(guān)；(b)將調(diào)整螺桿裝入底座，將被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子裝入調(diào)整螺桿，用拉緊螺釘將被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子固定在調(diào)整螺桿上，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿，使被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子與信號(hào)器接觸；順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿一圈，保證被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子相對(duì)信號(hào)器有固定的間隙，將平衡測(cè)試模具與測(cè)量電路接通；(c)松開拉緊螺釘，將被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子的一個(gè)軸對(duì)準(zhǔn)底座上的X軸，且將底座X軸面向下并放之于測(cè)試平臺(tái)上；(d)調(diào)整測(cè)量電路使X軸信號(hào)器零位輸出為零，將X軸力矩器閉路，讀取雙通道毫伏表數(shù)值，計(jì)為(e)將帶有被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子的底座翻轉(zhuǎn)180°，將底座-X軸面向下并放之于測(cè)試平臺(tái)上，讀取雙通道毫伏表數(shù)值計(jì)為)(■。。通過公式(Xtl-X18cr)計(jì)算出X軸的不平衡量，即為轉(zhuǎn)子的X軸的軸向不平衡量；(f)將X軸力矩器開路，將底座順時(shí)針翻轉(zhuǎn)90°，將底座Y軸面向下并放之于測(cè)試平臺(tái)上，重復(fù)上述(d)、(e)步驟，通過公式(YcrY18tr )計(jì)算出Y軸的軸向不平衡量；(g)將裝有被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子的底座Z軸朝上放在測(cè)試平臺(tái)上，分別調(diào)整測(cè)量電路使信號(hào)器兩個(gè)軸的零位為零；將X軸、Y軸力矩器閉路，分別讀取X、Y力矩采樣電壓在雙通道毫伏表數(shù)值，計(jì)為X’ 0>Y' 0；(h)將裝有被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子的底座-Z軸朝上放在測(cè)試平臺(tái)上，分別讀取X、Y軸力矩采樣電壓在雙通道毫伏表數(shù)值，計(jì)為X，180。、r獻(xiàn)；通過公式(X，獻(xiàn)-χ，0)、(Y，獻(xiàn)-Y，0) 分別計(jì)算出被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子繞χ、Υ軸的徑向不平衡量。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，本發(fā)明通過制作測(cè)試模具及改進(jìn)測(cè)試過程，在測(cè)試模具中增加了調(diào)整螺桿，可以對(duì)測(cè)試基準(zhǔn)嚴(yán)格控制，實(shí)現(xiàn)了慣性轉(zhuǎn)子相對(duì)撓性頭移動(dòng)的距離可測(cè)量、可控制，保證慣性轉(zhuǎn)子組件平衡的精度和重復(fù)性。測(cè)試模具可將信號(hào)器距陀螺轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁面的間隙控制在士0.005mm以內(nèi)，信號(hào)器的梯度一致性控制在10_3mV/〃量級(jí)，通過測(cè)試模具的使用，能保證慣性轉(zhuǎn)子組件平衡的測(cè)試精度0.02° /h/g和重復(fù)性0.05° /h/ g，這對(duì)提高陀螺整體性能是有益的。


圖1是本發(fā)明為測(cè)試系統(tǒng)示意圖；圖2是本發(fā)明的整體裝配示意圖；圖3是本發(fā)明測(cè)試工裝外形示意圖；圖4是本發(fā)明測(cè)試電路示意圖.
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。模具包括底座1、信號(hào)器2、力矩器3、測(cè)試臺(tái) 6，其特征是，信號(hào)器2安裝在底座1的上表面，并使信號(hào)器2的X軸、Y軸與底座1的X軸、 Y軸對(duì)齊，力矩器3安裝在底座1的上端面的定位臺(tái)階7上，力矩器3與信號(hào)器2同軸且在其外側(cè)，使力矩器3的X軸、Y軸與底座1的X軸、Y軸對(duì)齊，調(diào)整桿4安裝在位于底座1中心的螺紋孔內(nèi)，被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8安裝在調(diào)整桿4中心孔中并通過拉緊螺釘5的螺釘孔旋入被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子(8)螺紋孔固定。轉(zhuǎn)子平衡方法是(a)打開激磁電源和雙通道毫伏表開關(guān)；(b)將調(diào)整螺桿4裝入底座1，將被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8裝入調(diào)整螺桿4，用拉緊螺釘5將被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8固定在調(diào)整螺桿4上，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿4，使被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8與信號(hào)器 2接觸；順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿4 一圈，保證被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8相對(duì)信號(hào)器2有固定的間隙，將平衡測(cè)試模具與測(cè)量電路接通；(c)松開拉緊螺釘5，將被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8的一個(gè)軸對(duì)準(zhǔn)底座1上的X軸，且將底座 IX軸面向下并放之于測(cè)試平臺(tái)6上；(d)調(diào)整測(cè)量電路使X軸信號(hào)器2零位輸出為零，將X軸力矩器(3)閉路，讀取雙通道毫伏表數(shù)值，計(jì)為)(。；(e)將帶有被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8的底座1翻轉(zhuǎn)180°，將底座1_X軸面向下并放之于測(cè)試平臺(tái)6上，讀取雙通道毫伏表數(shù)值計(jì)為)(18(|。。通過公式(Xtl-X18tr )計(jì)算出X軸的不平衡量，即為轉(zhuǎn)子的X軸的軸向不平衡量；
(f)將X軸力矩器開路，將底座1順時(shí)針翻轉(zhuǎn)90°，將底座IY軸面向下并放之于測(cè)試平臺(tái)6上，重復(fù)上述(d)、(e)步驟，通過公式(Ytl-Y18tr )計(jì)算出Y軸的軸向不平衡量；(g)將裝有被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8的底座IZ軸朝上放在測(cè)試平臺(tái)6上，分別調(diào)整測(cè)量電路使信號(hào)器2兩個(gè)軸的零位為零；將X軸、Y軸力矩器3閉路，分別讀取X、Y力矩采樣電壓在雙通道毫伏表數(shù)值，計(jì)為V ο,Υ'ο；(h)將裝有被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8的底座I-Z軸朝上放在測(cè)試平臺(tái)6上，分別讀取X、Y軸力矩采樣電壓在雙通道毫伏表數(shù)值，計(jì)為X’18Q。、Y’18Q。；通過公式(X’18Q。-X’Q)、(Y’18Q。-Y'o) 分別計(jì)算出被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8繞X、Y軸的徑向不平衡量。實(shí)施例如圖1，本方法的實(shí)現(xiàn)主要包括兩部分測(cè)試模具、測(cè)量電路系統(tǒng)。測(cè)試模具為測(cè)試提供基準(zhǔn)，并提供調(diào)整信號(hào)器間隙一致的功能；測(cè)量電路系統(tǒng)包括信號(hào)器測(cè)試電橋、 力反饋回路等，均為撓性陀螺測(cè)試通用電路，測(cè)試儀表及電源測(cè)量系統(tǒng)包括信號(hào)源(型號(hào) 33220Α)、雙通道數(shù)字交流毫伏表(型號(hào)ΤΗ2290Α)提供測(cè)量的電源和測(cè)試輸出。1、測(cè)試模具陀螺轉(zhuǎn)子靜平衡測(cè)試包括軸向不平衡測(cè)試和徑向不平衡測(cè)試兩部分，軸向不平衡測(cè)試過程需要對(duì)被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子水平放置時(shí)，分別在0°和180°兩個(gè)位置進(jìn)行測(cè)試。徑向不平衡測(cè)試過程需要對(duì)被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子豎直放置時(shí)，分別在0°和180°兩個(gè)位置進(jìn)行測(cè)試。 這需要測(cè)試模具提供良好的測(cè)試基準(zhǔn)。測(cè)試模具可以對(duì)測(cè)試基準(zhǔn)嚴(yán)格控制，實(shí)現(xiàn)了慣性轉(zhuǎn)子相對(duì)撓性頭移動(dòng)的距離可測(cè)量、可控制，保證慣性轉(zhuǎn)子組件平衡的精度和重復(fù)性。測(cè)試模具圖見圖3，六個(gè)面為測(cè)試提供基準(zhǔn)面，通過調(diào)整螺桿4保證被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子相對(duì)信號(hào)器2距離，從而保證信號(hào)器2的梯度。2、測(cè)量電路系統(tǒng)測(cè)量電路系統(tǒng)見圖4測(cè)量電路系統(tǒng)包括信號(hào)器測(cè)試電橋、力反饋回路等，均為撓性陀螺測(cè)試通用電路，測(cè)試儀表及電源測(cè)量系統(tǒng)包括信號(hào)源(型號(hào)33220Α)、雙通道數(shù)字交流毫伏表(型號(hào) ΤΗ2290Α)提供測(cè)量的電源和測(cè)試輸出。3、測(cè)試過程說明下面描述平衡過程的具體步驟3. 1、打開激磁電源和雙通道毫伏表開關(guān)；3. 2、將調(diào)整螺桿裝入底座1，將被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8裝入調(diào)整螺桿4，用拉緊螺釘5將被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8固定在調(diào)整螺桿4上，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿4，使被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8與信號(hào)器 2接觸；順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿4 一圈，保證被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8相對(duì)信號(hào)器2有固定的間隙，將平衡測(cè)試模具與測(cè)量電路接通；3. 3、松開拉緊螺釘5，將被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8的一個(gè)軸對(duì)準(zhǔn)底座1上的X軸，且將底座 1的X軸面向下并放之于測(cè)試平臺(tái)6上；3. 4、調(diào)整測(cè)量電路使X軸信號(hào)器零位輸出為零。將X軸力矩器3閉路，讀取雙通道毫伏表數(shù)值，計(jì)為3. 5、將帶有被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子的底座翻轉(zhuǎn)180°，將底座1_Χ軸面向下并放之于測(cè)試平臺(tái)6上，讀取雙通道毫伏表數(shù)值計(jì)為)(■。。通過公式(Xtl-X18tr )計(jì)算出X軸的不平衡量，
5即為被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8的X軸的軸向不平衡量；3. 6、將X軸力矩器3開路，將底座1翻轉(zhuǎn)90°，將底座1的Y軸面向下并放之于測(cè)試平臺(tái)6上，重復(fù)上述3. 4、3. 5步驟，通過公式(Ytl-Y18tr )計(jì)算出Y軸的軸向不平衡量；3. 7、將裝有被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8的底座1的Z軸朝上放在測(cè)試平臺(tái)6上，分別調(diào)整測(cè)量電路使信號(hào)器2兩個(gè)軸的零位為零。將X軸、Y軸力矩器3閉路，分別讀取X、Y力矩采樣電壓在雙通道毫伏表數(shù)值，計(jì)為X’ ο>Υ'0；3. 8、將裝有被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8的底座1的-Z軸朝上放在測(cè)試平臺(tái)6上，分別讀取 X、Y力矩采樣電壓在雙通道毫伏表數(shù)值，計(jì)為X’ 18(|。、Y’ 180^。通過公式(X’ 18。。-χ’。)、 (Y’ 18。。-Y’ ο)分別計(jì)算出被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8繞X、Y軸的徑向不平衡量。3. 9、松開拉緊螺釘5將被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8從調(diào)整螺桿4上取出。3. 10、如需被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子批量測(cè)試，重復(fù)3. 2 3. 9步驟對(duì)其它被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子平衡測(cè)試；3. 11、本批陀螺轉(zhuǎn)子平衡測(cè)試完成后，關(guān)閉電源，完成測(cè)試過程。
權(quán)利要求
1.一種撓性陀螺慣性轉(zhuǎn)子組件的平衡測(cè)試模具，模具包括底座(1)、信號(hào)器O)、力矩器(3)、測(cè)試臺(tái)(6)，其特征是，信號(hào)器⑵安裝在底座(1)的上表面，并使信號(hào)器(2)的X 軸、Y軸與底座(1)的X軸、Y軸對(duì)齊，力矩器(3)安裝在底座(1)的上端面的定位臺(tái)階(7) 上，力矩器⑶與信號(hào)器⑵同軸且在其外側(cè)，使力矩器⑶的X軸、Y軸與底座⑴的X 軸、Y軸對(duì)齊，調(diào)整桿(4)安裝在位于底座(1)中心的螺紋孔內(nèi)，被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子(8)安裝在調(diào)整桿中心孔中并通過拉緊螺釘(5)的螺釘孔旋入被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子(8)螺紋孔固定。
2.一種利用權(quán)利要求1所述撓性陀螺慣性轉(zhuǎn)子組件的平衡測(cè)試方法，其特征是，(a)打開激磁電源和雙通道毫伏表開關(guān)；(b)將調(diào)整螺桿(4)裝入底座(1)，將被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子(8)裝入調(diào)整螺桿G)，用拉緊螺釘( 將被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子(8)固定在調(diào)整螺桿(4)上，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿G)，使被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子⑶與信號(hào)器⑵接觸；順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺桿⑷一圈，保證被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子8相對(duì)信號(hào)器( 有固定的間隙，將平衡測(cè)試模具與測(cè)量電路接通；(c)松開拉緊螺釘(5)，將被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子(8)的一個(gè)軸對(duì)準(zhǔn)底座(1)上的X軸，且將底座(I)X軸面向下并放之于測(cè)試平臺(tái)(6)上；(d)調(diào)整測(cè)量電路使X軸信號(hào)器( 零位輸出為零，將X軸力矩器(3)閉路，讀取雙通道毫伏表數(shù)值，計(jì)為(e)將帶有被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子(8)的底座(1)翻轉(zhuǎn)180°，將底座(I)-X軸面向下并放之于測(cè)試平臺(tái)(6)上，讀取雙通道毫伏表數(shù)值計(jì)為)(■。。通過公式(Xtl-X18cr )計(jì)算出X軸的不平衡量，即為轉(zhuǎn)子的X軸的軸向不平衡量；(f)將X軸力矩器開路，將底座(1)順時(shí)針翻轉(zhuǎn)90°，將底座(I)Y軸面向下并放之于測(cè)試平臺(tái)(6)上，重復(fù)上述(d)、(e)步驟，通過公式(Ytl-Y18tr )計(jì)算出Y軸的軸向不平衡量；(g)將裝有被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子(8)的底座(I)Z軸朝上放在測(cè)試平臺(tái)(6)上，分別調(diào)整測(cè)量電路使信號(hào)器⑵兩個(gè)軸的零位為零；將X軸、Y軸力矩器(3)閉路，分別讀取X、Y力矩采樣電壓在雙通道毫伏表數(shù)值，計(jì)為X’ 0、Y’ 0;(h)將裝有被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子(8)的底座(I)-Z軸朝上放在測(cè)試平臺(tái)(6)上，分別讀取 X、Y軸力矩采樣電壓在雙通道毫伏表數(shù)值，計(jì)為X’ ■。、Y’ ■。；通過公式(X’ 18(|。-χ’。)、 (Y’ 18。。-Y’ ο)分別計(jì)算出被測(cè)陀螺轉(zhuǎn)子( 繞X、Y軸的徑向不平衡量。
全文摘要
本發(fā)明屬于制造技術(shù)，涉及一種撓性陀螺慣性轉(zhuǎn)子組件的平衡測(cè)試模具及測(cè)試方法。本發(fā)明通過制作測(cè)試模具及改進(jìn)測(cè)試過程，在測(cè)試模具中增加了調(diào)整螺桿，可以對(duì)測(cè)試基準(zhǔn)嚴(yán)格控制，實(shí)現(xiàn)了慣性轉(zhuǎn)子相對(duì)撓性頭移動(dòng)的距離可測(cè)量、可控制，保證慣性轉(zhuǎn)子組件平衡的精度和重復(fù)性。測(cè)試模具可將信號(hào)器距陀螺轉(zhuǎn)子導(dǎo)磁面的間隙控制在±0.005mm以內(nèi)，信號(hào)器的梯度一致性控制在10-3mV/″量級(jí)，通過測(cè)試模具的使用，能保證慣性轉(zhuǎn)子組件平衡的測(cè)試精度0.02°/h/g和重復(fù)性0.05°/h/g，這對(duì)提高陀螺整體性能是有益的。
文檔編號(hào)G01M1/22GK102435395SQ20111026718
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者張峰, 趙永峰 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)第六一八研究所