基于微分方程的风洞用组合平板平面度误差测量方法技术

本发明专利技术公开了基于微分方程的风洞用组合平板平面度误差测量方法，涉及风洞试验领域，包括：基于风洞试验组合平板的形状和尺寸设置布线方式获得布线方案；基于布线方案在风洞试验组合平板上绘制测量线和测量线上对应的测量点；针对每条测量线，根据所选跨距依次将桥板沿直线从测量线的一端移至另一端，读取该条测量线上每个测量点的读数，获得所有测量点的测量数据；基于每个测量点的测量数据，计算每个测量点到理想平面的距离值，获得测量点到理想平面的距离最大值和距离最小值；基于所述距离最大值和所述距离最小值计算获得风洞试验组合平板的平面度误差，本发明专利技术实现了快速且准确的对风洞试验组合平板的平面度进行测量。确的对风洞试验组合平板的平面度进行测量。确的对风洞试验组合平板的平面度进行测量。

【技术实现步骤摘要】
基于微分方程的风洞用组合平板平面度误差测量方法


[0001]本专利技术涉及风洞试验领域，具体地，涉及基于微分方程的风洞用组合平板平面度误差测量方法。

技术介绍

[0002]风洞试验平板是各类飞行器、武器型号试验模型在风洞试验前进行检定和调整的平面基准。平板规格有单块平板和组合平板。单块平板按尺寸分为：（≤400 mm
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400 mm)型、（＞400 mm
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400 mm)型，单块平板按准确度级别分为0级、1级、2级和3级。一般0级、1级和2级平板作为检验平板使用，3级平板作为划线平板使用。风洞试验组合平板由数块规格不一的单块平板拼接而成，组成了十字形、T字形、品字形、矩形等形状，风洞技术人员将针对平板的不同形状规划出不同测量路线进行平面度检测。
[0003]现行风洞试验平板平面度检定方法分为刀口尺法和电子水平仪法。刀口尺法适用于检定（≤400 mm
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400 mm)型的单块平板，所需设备为500mm的刀口型直尺和四等量块，采用比较法进行测量。测量时，在平板被测截面两端放置两块尺寸相同的量块（如1mm），将刀口型直尺放在量块上，用量块在截面测量点处向刀口型直尺与平板之间的间隙试塞，则量块刚刚塞入时的尺寸与两端量块尺寸之差，即为测量点对两端点连线的偏差。根据平面度评定方法进行数据处理，代入公式求得任一被测截面上各测量点对理想平面的偏差，其最大值与最小值之差即为被测平板工作面平面度。
[0004]风洞试验组合平板常规使用的检定方法为电子水平仪法，电子水平仪法适用于检定（＞400 mm
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400 mm)型的单块或组合平板，由于组合平板形状复杂，面积大，采用米字法划线布点，所以测点很多，且每条线段上桥板跨距不同。当开始测量每条线段时都务必检查确认或重新调整桥板跨距，水平仪相对桥板的位置和测量方向必须保持不变。检定人员只能长时间蹲在平板上读数，每读取完一个数据都要小心挪动桥板至下一条线段并保证首尾相接。按照这种方法测量出上百个数据再计算，整个过程至少耗时一天。如不合格，需要反复调整各个单块平板，不仅劳动强度大，效率低而且容易出错，且数据分析量巨大容易出错，并且不能完全覆盖特殊形状（十字形、T字形、品字形）平板的非主截面部分，并且单块上的点布局不均匀，不能客观体现平板平面度信息。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是实现快速且准确的对风洞试验组合平板的平面度进行测量。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了基于微分方程的风洞用组合平板平面度误差测量方法，所述方法包括：基于风洞试验组合平板的形状和尺寸设置布线方式获得布线方案；基于布线方案在风洞试验组合平板上绘制测量线和测量线上对应的测量点；针对每条测量线，将电子水平仪固定在桥板上，根据所选跨距依次将桥板沿直线从测量线的一端移至另一端，在电子水平仪上读取该条测量线上每个测量点的读数，获得
所有测量点的测量数据；基于每个测量点的测量数据，计算每个测量点到理想平面的距离值，获得测量点到理想平面的距离最大值和距离最小值；基于所述距离最大值和所述距离最小值计算获得风洞试验组合平板的平面度误差。
[0007]其中，风洞试验组合平板平面度误差测量采用米字线加网格布线方式，用节距法处理数据，将被测截面分成若干段，用电子水平仪测量其相对于测量基准 (自然水平)的倾角变化，再经计算求得被测截面各测量点对两端点连线的偏差，然后根据平面度评定方法，计算求得工作面各截面测量点对评定基准的偏差。根据电子水平仪在各截面每个测点位置的读数，按平面度评定方法进行数据处理，计算出平板工作面平面度，实现了快速且准确的对风洞试验组合平板的平面度进行测量。
[0008]优选的，本方法中，计算所述距离最大值与所述距离最小值之差的绝对值获得计算结果，基于所述计算结果获得风洞试验组合平板的平面度误差。
[0009]优选的，本方法中，风洞试验组合平板包括主体部分和其余部分，主体部分采用米字型方式布线，其余部分采用网格方式布线。
[0010]优选的，本方法中，风洞试验组合平板上绘制有若干测量线，每条测量线上对应有若干测量点，若干测量线中包括主对角测量线和副对角测量线，测量数据时首先测量主对角测量线上的测量点，然后测量副对角测量线上的测量点，然后依次测量剩余的其他测量线上的测量点。
[0011]优选的，本方法中，所述基于每个测量点的测量数据，计算每个测量点到理想平面的距离值，具体包括：基于测量点的测量数据，计算该测量点对其对应测量线的直线度偏差值；基于测量点对其对应测量线的直线度偏差值和测量线上已知两点到理想平面的距离计算出该测量点到理想平面的距离值。
[0012]优选的，本方法采用以下公式计算测量点对其对应测量线的直线度偏差值：
[0013]其中，为第i测量点对其对应测量线的直线度偏差值，i为测量点编号，i =0，1，2，...，n，为第j测量段读数值，为电子水平仪每小格对应被测两点的线值差，n为分段数。
[0014]优选的，本方法中，测量点到理想平面的距离值采用以下公式进行计算：
[0015][0016]其中，为测量线上起始点到理想平面的距离，为测量线上第i个测量点到理
想平面的距离，为测量线上第m点到理想平面的距离，为测量线上第n点到理想平面的距离，i为测量点编号，i =0，1，2，...，n，为第m测量点对其对应测量线的直线度偏差值，为第i测量点对其对应测量线的直线度偏差值，为第n测量点对其对应测量线的直线度偏差值。
[0017]优选的，本方法在计算每个测量点到理想平面的距离值时首先计算主对角测量线和副对角测量线上的测量点到理想平面的距离值，然后计算其他测量线上的测量点到理想平面的距离值。
[0018]优选的，本方法中，每次移动桥板时，移动后桥板的尾部支点位置与移动前桥板的头部支点位置重合。
[0019]本专利技术提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：由于采用对角线加网格化的布线测量方法，通过微分方程技术对测量值进行处理分析，保证了基于主截面平面度，兼顾非主要部分的平板平面度测量方法的高效和准确，所以，本专利技术能够实现快速且准确的对风洞试验组合平板的平面度进行测量。
附图说明
[0020]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本专利技术的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定；图1为基于微分方程的风洞用组合平板平面度误差测量方法的流程示意图；图2为矩形组合平板布线示意；图3为十字形组合平板布线示意图；图4为十字形组合平板平面度测量原理示意图；图5为直线上各点相对于理想平面距离示意图。
实施方式
[0021]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本专利技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0022]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于微分方程的风洞用组合平板平面度误差测量方法，其特征在于，所述方法包括：基于风洞试验组合平板的形状和尺寸设置布线方式获得布线方案；基于布线方案在风洞试验组合平板上绘制测量线和测量线上对应的测量点；针对每条测量线，将电子水平仪固定在桥板上，根据所选跨距依次将桥板沿直线从测量线的一端移至另一端，在电子水平仪上读取该条测量线上每个测量点的读数，获得所有测量点的测量数据；基于每个测量点的测量数据，计算每个测量点到理想平面的距离值，获得测量点到理想平面的距离最大值和距离最小值；基于所述距离最大值和所述距离最小值计算获得风洞试验组合平板的平面度误差。2.根据权利要求1所述的基于微分方程的风洞用组合平板平面度误差测量方法，其特征在于，计算所述距离最大值与所述距离最小值之差的绝对值获得计算结果，基于所述计算结果获得风洞试验组合平板的平面度误差。3.根据权利要求1所述的基于微分方程的风洞用组合平板平面度误差测量方法，其特征在于，风洞试验组合平板包括主体部分和其余部分，主体部分采用米字型方式布线，其余部分采用网格方式布线。4.根据权利要求1所述的基于微分方程的风洞用组合平板平面度误差测量方法，其特征在于，风洞试验组合平板上绘制有若干测量线，每条测量线上对应有若干测量点，若干测量线中包括主对角测量线和副对角测量线，测量数据时首先测量主对角测量线上的测量点，然后测量副对角测量线上的测量点，然后依次测量剩余的其他测量线上的测量点。5.根据权利要求1所述的基于微分方程的风洞用组合平板平面度误差测量方法，其特征在于，所述基于每个测量点的测量数据，计算每个测量点到理想平面的距离值，具体包括：基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志阳，祝静，贾琦，邹飞，沈景鹏，邰中奎，刘威伟，吴双，郝翔，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：