一种特殊环境风场传感器标定方法及标定装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种特殊环境风场传感器标定方法及标定装置，包括密闭腔室和部分设置在密闭腔室内部，部分设置在密闭腔室外部的滑动标定系统、温度测试系统、气压气氛调节系统。本发明专利技术用于低气压、特殊气氛下风场传感器特性参数标定，风场传感器安装于电动转盘上方，可随电动转盘进行360

【技术实现步骤摘要】
一种特殊环境风场传感器标定方法及标定装置


[0001]本专利技术涉及测量测试
，具体涉及一种特殊环境风场传感器标定方法及标定装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着国内临近空间探测，火星探测等领域宇航技术的发展，对于低气压特殊气氛条件下风速风向参数的测量提出了需求。然而目前国内常规风速风向标定设备无法满足特殊条件下风场参数高精度标定需求，制约了该领域特种传感器的研制进程。

技术实现思路

[0003]本专利技术是为了解决特殊条件下风场参数高精度标定的问题，提出一种特殊环境风场传感器标定方法及标定装置，实现低气压、任意气氛条件下风场传感器标定。该装置可放置于室温环境下，主体部分的密闭腔室也可以放置于
‑
20℃～40℃恒温温箱装置中，通过恒温温箱的环境温度调节，实现变温环境下风场传感器特性参数标定。
[0004]本专利技术提供一种特殊环境风场传感器标定方法，包括以下步骤：S1、气压气氛准备：将密闭腔室内部的气压和气氛通过气压气氛调节系统调整至需要标定的状态；
[0005]S2、风速风向测量：使用滑动标定系统进行风场传感器的风速、风向测量并记录结果；
[0006]S3、变温标定：根据需要将密闭腔室放置于温箱中，并调整温度至待标定范围、通过温度测试系统测试后，重复步骤S2，直至风场传感器的全部标定完成。
[0007]本专利技术所述的一种特殊环境风场传感器标定方法，作为优选方式，步骤S1包括以下步骤：
[0008]S11、启动机械式真空泵，将密闭腔室的内部气压抽至1Pa以下；
[0009]S12、关闭抽气阀，开启充气阀，通过气瓶在密闭腔室内充入气氛标定所需气体，直到密闭腔室的内部为常压状态；
[0010]S13、启动机械式真空泵，将密闭腔室的内部气压抽至所需气压条件。
[0011]本专利技术所述的一种特殊环境风场传感器标定方法，作为优选方式，步骤S2包括以下步骤：
[0012]S21、记录温度传感器和气压传感器的数值；
[0013]S22、调整伺服电机的运动参数，运动参数包括加速时间、运动速度、运动时间和减速时间；
[0014]S23、通过电动转盘转动调节风场传感器方向，作为风向基准；
[0015]S24、打开风场传感器的电源开关，开始记录风场传感器的输出数据；
[0016]S25、启动伺服电机带动风场传感器运动，同时记录风场传感器的输出数据、激光测距测速仪的输出数据和电动转盘的方向，进行风速、风向测量结果标定；
[0017]S26、调整运动参数和电动转盘的方向，返回步骤S21，直至风场传感器的全部标定
完成。
[0018]本专利技术所述的一种特殊环境风场传感器标定方法，作为优选方式，步骤S26中，风场传感器每次运动停止后，距离下次标定的间隔时间为：气压环境小于1000Pa的间隔时间不少于3min；气压环境1000Pa～0.01MPa的间隔时间不少于5min；气压环境0.01MPa～0.1MPa的间隔时间不少于10min。
[0019]本专利技术提供一种特殊环境风场传感器标定装置，包括密闭腔室和部分设置在密闭腔室内部、部分设置在密闭腔室外部的滑动标定系统，温度测试系统，气压气氛调节系统；滑动标定系统用于带动风场传感器在密闭腔室内部滑动和转动并进行风速风向测量，温度测试系统用于对风场传感器环境温度进行测试，气压气氛调节系统用于对风场传感器气压气氛环境进行调节；
[0020]滑动标定系统包括设置在密闭腔室内底部的精密滑轨、设置在精密滑轨上部可沿精密滑轨方向运动的滑台、设置在滑台顶部的电动转盘、设置在密闭腔室内顶部的滑杆、设置在滑杆上的滑块、固定在滑块上的信号引线、设置在密闭腔室前端的带视窗快开门、设置在带视窗快开门外部的激光测距测速仪、设置在密闭腔室外部并与精密滑轨依次联结的磁流体和伺服电机；
[0021]电动转盘可进行360
°
平面转动，电动转盘顶部设置用于支撑风场传感器的金属圆杆，滑块的数量至少为2个，信号引线的起始端设置在电动转盘一侧、并同风场传感器电气连接，信号引线的末端与固定在密闭腔室壁面的航空插头相连。
[0022]本专利技术所述的一种特殊环境风场传感器标定装置，作为优选方式，金属圆杆的数量为4个，风场传感器通过四个竖直金属圆杆安装在电动转盘上方；
[0023]信号引线与风场传感器连接后先固定于金属圆杆上、再引到滑块上分多股分别固定。
[0024]本专利技术所述的一种特殊环境风场传感器标定装置，作为优选方式，温度测试系统包括悬挂在密闭腔室内部的温度传感器，温度传感器与固定在密闭腔室侧面的航空插头相连，密闭腔室用于放置于温箱中进行内部温度调节。
[0025]本专利技术所述的一种特殊环境风场传感器标定装置，作为优选方式，温度传感器为铂电阻，温度传感器的数量至少为2个。
[0026]本专利技术所述的一种特殊环境风场传感器标定装置，作为优选方式，气压气氛调节系统包括穿过密闭腔室腔壁的气压传感器，安装于密闭腔室壁面的抽气阀、充气阀和设置在密闭腔室外部与抽气阀通过波纹管连接的机械式真空泵、与充气阀通过气体管道连接的气瓶。
[0027]本专利技术所述的一种特殊环境风场传感器标定装置，作为优选方式，气压传感器与密闭腔室之间使用生料带和硅橡胶密封。
[0028]本专利技术提出一种特殊环境风场传感器标定装置，标定装置主体部分为一个长方体的密闭腔室，密闭腔室内腔长、宽和高分别为4m、0.5m和0.5m，密闭腔室底部安装精密滑轨，精密滑轨运动滑台上安装电动转盘，滑台可带动电动转盘沿滑轨运动。风场传感器通过四个竖直金属圆杆安装于电动转盘上方，可随电动转盘进行360
°
平面转动。密闭腔室内壁侧面上方安装滑杆，滑杆槽内有多个小滑块，风场传感器信号引线分成多股，分别固定在一个小滑块上，风场传感器在精密滑轨上的运动可以通过小滑块拉动信号引线运动，且不会对
风场传感器的运动产生干涉，信号引线通过航空插头同外部形成电气连接。精密滑轨直接同密闭腔室外部的磁流体联结，磁流体通过联轴器同伺服电机联结；
[0029]密闭腔室内部设置有多个温度传感器和一个气压传感器，其中温度传感器通过航空插头同外部形成电气连接，气压传感器穿过密闭腔室腔壁安装，并采用生料带和硅橡胶实现密封；
[0030]密闭腔室装有抽气阀和充气阀各一个，抽气阀通过波纹管同机械式真空泵连接，充气阀通过气体管道同气瓶连接；
[0031]密闭腔室前端为带视窗快开门，所述带视窗快开门外部放置激光测距测速仪，用于测量风场传感器运动速度，作为风速基准。
[0032]特殊环境风场传感器标定装置，使用流程为：
[0033](1)启动真空泵，将密闭腔室内部气压抽至1Pa以下；
[0034](2)关闭抽气阀门，开启充气阀，通过气瓶在密闭腔室内充入气体，直到密闭腔室内部为常压状态；
[0035](3)启动真空泵，将密闭腔室内部气压抽至所需气压条件；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特殊环境风场传感器标定方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、气压气氛准备：将密闭腔室(1)内部的气压和气氛通过气压气氛调节系统(4)调整至需要标定的状态；S2、风速风向测量：使用滑动标定系统(2)进行风场传感器的风速、风向测量并记录结果；S3、变温标定：根据需要将所述密闭腔室(1)放置于温箱中，并调整温度至待标定范围、通过温度测试系统(3)测试后，重复步骤S2，直至风场传感器的全部标定完成。2.根据权利要求1所述的一种特殊环境风场传感器标定方法，其特征在于：步骤S1包括以下步骤：S11、启动机械式真空泵(44)，将所述密闭腔室(1)的内部气压抽至1Pa以下；S12、关闭抽气阀(42)，开启充气阀(43)，通过气瓶(45)在所述密闭腔室(1)内充入气氛标定所需气体，直到所述密闭腔室(1)的内部为常压状态；S13、启动所述机械式真空泵(44)，将所述密闭腔室(1)的内部气压抽至所需气压条件。3.根据权利要求1所述的一种特殊环境风场传感器标定方法，其特征在于：步骤S2包括以下步骤：S21、记录温度传感器(31)和气压传感器(41)的数值；S22、调整伺服电机(2a)的运动参数，所述运动参数包括加速时间、运动速度、运动时间和减速时间；S23、通过电动转盘(23)转动调节所述风场传感器方向，作为风向基准；S24、打开所述风场传感器的电源开关，开始记录所述风场传感器的输出数据；S25、启动所述伺服电机(2a)带动所述风场传感器运动，同时记录所述风场传感器的输出数据、激光测距测速仪(28)的输出数据和所述电动转盘(23)的方向，进行风速、风向测量结果标定；S26、调整所述运动参数和所述电动转盘(23)的方向，返回步骤S21，直至风场传感器的全部标定完成。4.根据权利要求3所述的一种特殊环境风场传感器标定方法，其特征在于：步骤S26中，所述风场传感器每次运动停止后，距离下次标定的间隔时间为：气压环境小于1000Pa的间隔时间不少于3min；气压环境1000Pa～0.01MPa的间隔时间不少于5min；气压环境0.01MPa～0.1MPa的间隔时间不少于10min。5.一种特殊环境风场传感器标定装置，其特征在于：包括密闭腔室(1)和部分设置在所述密闭腔室(1)内部、部分设置在所述密闭腔室(1)外部的滑动标定系统(2)，温度测试系统(3)，气压气氛调节系统(4)；所述滑动标定系统(2)用于带动风场传感器在所述密闭腔室(1)内部滑动和转动并进行风速风向测量，所述温度测试系统(3)用于对所述风场传感器温度环...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷博，彭泳卿，方静，刘希宝，蔡治国，冯红亮，黄晓瑞，王丰，刘建华，
申请(专利权)人：航天长征火箭技术有限公司，
类型：发明
国别省市：