本发明专利技术提供了一种电推力器推力流量电流联测装置及方法，包括电子天平、下屏蔽板、天平称量盘、推力台、侧屏蔽板、前屏蔽板、电荷收集板和升降支架，所述下屏蔽板在中心设有下屏蔽板中心孔，所述推力台在下方设有推力台支脚，所述侧屏蔽板在后方设有升降支架通道，所述下屏蔽板放置于电子天平上方，所述天平称量盘通过下屏蔽板中心孔与电子天平连接，所述侧屏蔽板是一个三面结构，与前屏蔽板一起组成四面封闭体，所述电荷收集板通过绝缘连接器与侧屏蔽板相连，所述升降支架通过升降支架通道与升降器连接。本发明专利技术实现了在不破坏真空测试环境的前提下，同时测量电推力器的推力、流量和电流，还能够修正电推力器在真空中的自然质量挥发造成的流量误差。本发明专利技术简化了电推力器性能测试流程，降低了测试难度，提高了测试准确性。提高了测试准确性。提高了测试准确性。
【技术实现步骤摘要】
一种电推力器推力流量电流联测装置及方法
[0001]本专利技术属于航天推进领域，涉及一种电推力器推力流量电流联测装置及方法。
技术介绍
[0002]通过带电粒子束流产生推力的电推力器是航天推进领域常用的一种推力器，具有优良的推进性能，广泛用于航天器轨道机动和姿态控制等。此类推力器，具有推力量级小、推进剂质量流量小和比冲高等特点。其中，比冲是指单位重量推进剂所产生的冲量，是衡量电推力器推进性能十分重量的参数，比冲可以通过测量推进剂质量流量和推力从而计算得到。电流是电推力器工作中进行功率衡量的重量参数。电推力器的多项性能参数需依赖推力、流量和电流的测量，甚至要求三者的同时测量结果。综上，电推力器的推力、流量和电流的测定是评价电推力器性能的必然要求。
[0003]由于对电推力器而言，其推力、流量都十分微小，测试困难。电推力器的测试通常需要在真空环境下进行，在现有的技术中，电推力器的推力、流量和电流往往只能分别测量，且测试设备复杂，流程繁琐，操作困难。比如对于电推力器推力的测量，常通过扭摆或类似形式进行，需要进行系统配重等操作，对测试环境和操作敏感，也不能在测量推力的同时测量流量。因此，对于比冲性能，往往需要解除真空环境，称量电推力器工作前后质量变化来计算工作期间的流量，从而计算电推力器的比冲。这种方法不仅需要破坏真空环境，费时费力，还无法计入在电推力器工作过程中系统自然挥发的质量，造成流量数值偏高，比冲计算不准。为能够同时对电推力器推力、流量和电流进行测量，同时简化测试流程，提高测试准确性，本专利技术提出一种电推力器推力流量电流联测装置及方法。
技术实现思路
[0004]要解决的技术问题
[0005]为了解决电推力器推力、流量和电流难以同时测量，电推力器流量测试不准的问题，本专利技术提供了一种电推力器推力流量电流联测装置及方法。本专利技术能够实现推力、流量和电流三个关键量的同时测量，其中流量为时间平均结果且考虑了电推力器在真空中的自然质量挥发，从而简化电推力器的测试过程，提高电推力器的测试精度，获得推力、流量和电流同时测量结果。
[0006]技术方案
[0007]一种电推力器推力流量电流联测装置，包括电子天平(1)、下屏蔽板(2)、天平称量盘(4)、推力台(5)、侧屏蔽板(7)、前屏蔽板(9)、电荷收集板(11)和升降支架(12)，所述下屏蔽板(2)在中心设有下屏蔽板中心孔(3)，所述推力台(5)在下方设有推力台支脚(6)，所述侧屏蔽板(7)在后方设有升降支架通道(8)；
[0008]其中，所述下屏蔽板(2)放置于电子天平(1)上方，所述天平称量盘(4)通过下屏蔽板中心孔(3)与电子天平(1)连接；
[0009]其中，所述侧屏蔽板(7)是一个三面结构，与前屏蔽板(9)一起组成四面封闭体；
[0010]其中，所述电荷收集板(11)通过绝缘连接器(10)与侧屏蔽板(7)相连；
[0011]其中，所述升降支架(12)通过升降支架通道(8)与升降器(13)连接。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，所述下屏蔽板(2)采用导电材料，所述侧屏蔽板(7)采用导电材料，所述前屏蔽板(9)采用导电材料，所述绝缘连接器(10)采用绝缘材料，所述电荷收集板(11)采用导电材料。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，所述升降支架(12)被放置于推力台(5)下方，所述升降支架(12)由升降器(13)驱动上下移动，升降支架(12)行程的上限足以使推力台(5)与天平称量盘(4)脱离接触，升降支架(12)行程的下限足以使推力台(5)与升降支架(12)脱离接触。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，所述绝缘连接器(10)可以是但不限于绝缘绳索、螺栓、支架、凸台、凹槽。
[0015]作为本专利技术的一种优选方案，下屏蔽板(2)、侧屏蔽板(7)和前屏蔽板(9)与大地电势相连，电荷收集板(11)与微纳电流测量仪器相连。
[0016]作为本专利技术的一种优选方案，所述电子天平(1)具有内部校准功能。
[0017]作为本专利技术的一种优选方案，被测试的电推力器通过带电粒子束流产生推力，电推力器被放置在推力台(5)面上，电推力器产生的带电粒子束流喷向电荷收集板(11)。
[0018]本技术方案还提供一种电推力器推力流量电流联测装置的使用方法，采用如上所述的一种电推力器推力流量电流联测装置，所述方法包括以下步骤：
[0019]S1、调节电子天平水平：通过水平仪调节电子天平的水平状态调节器，使得电子天平处于水平状态；
[0020]S2、待测电推力器安装：将能够产生带电粒子束流并且通过带电粒子束流产生推力的电推力器放置在推力台(5)面上，推力台(5)放置在天平称量盘(4)面上，电推力器产生的带电粒子束流被配置为喷向电荷收集板(11)，将电推力器与使电推力器正常工作所需要的所有设备连接完毕，工作环境被配置到电推力器要求的状态；
[0021]S3、电子天平校准：调节升降支架(12)的高度，使推力台(5)与天平称量盘(4)脱离接触，启动电子天平(1)内部校准功能，完成电子天平的校准；
[0022]S4、推力台复位：调节升降支架(12)的高度，使推力台(5)与升降支架(12)脱离接触并且使推力台(5)放置在天平称量盘(4)面上，记录电子天平(1)示数M0；
[0023]S5、系统漂移测定：保持电子天平(1)处于工作状态，持续一段时间T1，记录电子天平示数M1；
[0024]S6、电推力器工作数据采集：启动电推力器，同时实时记录通过电荷收集板(11)的电流大小和电子天平(1)的示数，得到随时间变化的天平示数曲线Mt，电推力器工作一段时间T2后，关闭电推力器，记录电子天平示数M2；
[0025]S7、系统漂移测定：保持电子天平(1)处于工作状态，持续一段时间T1，记录电子天平示数M3；
[0026]S8、重复数次步骤S3-S7，直到预期测试全部完成，关闭电推力器，关闭电推力器工作所需要的所有设备，关闭电子天平(1)；
[0027]S9、数据处理：电流数据可以通过微纳电流测量仪器直接读出记录，流量数据可以通过公式(M2-M1)/T2-0.5*(M0-M1+M2-M3)/T1得到，推力可以通过Mt减去Mt曲线的下包络
线得到。
[0028]有益效果
[0029]本专利技术至少包括如下有益效果：
[0030]其一，本专利技术通过将电子天平、全方位屏蔽结构和电荷收集结构联合设计，使得电推力器的推力、流量和电流能够同时得到测量，简化了电推力器性能测试流程，降低了测试难度。
[0031]其二，本专利技术通过在推力台下方设置可以上下移动的支架，可以在不破坏真空环境的情况下将推力台及推力台上的电推力器与天平脱离接触，从而实现电子天平的校准，简化了电推力器性能测试流程，提升了测试效率。
[0032]其三，本专利技术通过在电推力器工作前后各测量一段时间的系统质量，可以用来测量系统的自然质量挥发，从而修正流量测试结果，增加流本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电推力器推力流量电流联测装置，其特征在于包括电子天平(1)、下屏蔽板(2)、天平称量盘(4)、推力台(5)、侧屏蔽板(7)、前屏蔽板(9)、电荷收集板(11)和升降支架(12)，所述下屏蔽板(2)在中心设有下屏蔽板中心孔(3)，所述推力台(5)在下方设有推力台支脚(6)，所述侧屏蔽板(7)在后方设有升降支架通道(8)；其中，所述下屏蔽板(2)放置于电子天平(1)上方，所述天平称量盘(4)通过下屏蔽板中心孔(3)与电子天平(1)连接；其中，所述侧屏蔽板(7)是一个三面结构，与前屏蔽板(9)一起组成四面封闭体；其中，所述电荷收集板(11)通过绝缘连接器(10)与侧屏蔽板(7)相连；其中，所述升降支架(12)通过升降支架通道(8)与升降器(13)连接。2.根据权利要求1所述一种电推力器微小推力流量电流联测装置，其特征在于，所述下屏蔽板(2)采用导电材料，所述侧屏蔽板(7)采用导电材料，所述前屏蔽板(9)采用导电材料，所述绝缘连接器(10)采用绝缘材料，所述电荷收集板(11)采用导电材料。3.根据权利要求1所述一种电推力器推力流量电流联测装置，其特征在于，所述升降支架(12)被放置于推力台(5)下方，所述升降支架(12)由升降器(13)驱动上下移动，升降支架(12)行程的上限足以使推力台(5)与天平称量盘(4)脱离接触，升降支架(12)行程的下限足以使推力台(5)与升降支架(12)脱离接触。4.根据权利要求1所述一种电推力器推力流量电流联测装置，其特征在于，所述绝缘连接器(10)可以是但不限于绝缘绳索、螺栓、支架、凸台、凹槽。5.根据权利要求1所述一种电推力器推力流量电流联测装置，其特征在于，下屏蔽板(2)、侧屏蔽板(7)和前屏蔽板(9)与大地电势相连，电荷收集板(11)与微纳电流测量仪器相连。6.根据权利要求1所述一种电推力器推力流量电流联测装置，其特征在于，所述电子天平(1)具有内部校准功能。7.根据权利要求1所述一种电推力器推力流量电流联测装置，其特征在于，被...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建玲，黄成金，范玮，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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