本發(fā)明提供一種螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)拉力測(cè)試平臺(tái)，屬于測(cè)試裝置。

背景技術(shù)：

1、由于航空工業(yè)發(fā)展需要大量資源支持的原因，節(jié)省材料與資金是現(xiàn)在航空器研發(fā)減少預(yù)算的可改進(jìn)方法之一。目前來(lái)看，應(yīng)該怎樣突破各種航空器研制時(shí)可用試驗(yàn)平臺(tái)的綜合性能成為相關(guān)研究的重點(diǎn)，而以無(wú)人機(jī)為代表的新時(shí)代航空器基于其可靠的工作性與操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)更是在航空器中大放異彩，所以，針對(duì)無(wú)人航空器各項(xiàng)特性試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行的研究也是現(xiàn)在學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域的熱潮。

2、飛控軟件的編寫，就需要得到螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的拉力曲線，通過(guò)曲線來(lái)對(duì)比優(yōu)化不同型號(hào)螺旋槳與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配工作情況，以此為依據(jù)來(lái)合理搭配螺旋槳與電機(jī)，來(lái)發(fā)揮螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳效能，達(dá)到節(jié)約資源與重復(fù)利用的目的。

3、在許多現(xiàn)有的螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試平臺(tái)中，使用的拉力傳感器由于技術(shù)限制或成本控制，往往精度不足。這些傳感器在測(cè)量螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的拉力時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：首先，傳感器的靈敏度不足，無(wú)法準(zhǔn)確捕捉微小的拉力變化，從而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不夠精確。其次，傳感器的線性度較差，輸出信號(hào)與實(shí)際拉力之間的關(guān)系并不完全一致，進(jìn)一步加劇了測(cè)量誤差。此外，傳感器還容易受到環(huán)境因素的影響，如溫度變化可能導(dǎo)致讀數(shù)漂移，增加數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定性。所有這些因素共同作用，導(dǎo)致測(cè)試平臺(tái)提供的拉力數(shù)據(jù)可靠性和準(zhǔn)確性不足，影響了對(duì)螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)性能的準(zhǔn)確評(píng)估和優(yōu)化。

4、現(xiàn)有測(cè)試平臺(tái)的拉力傳感器精度較低，測(cè)量誤差大，影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。具體表現(xiàn)在：

5、傳感器靈敏度不足：傳感器無(wú)法對(duì)微小的拉力變化做出精確的響應(yīng)，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不夠細(xì)致。

6、線性度差：傳感器輸出的電信號(hào)與實(shí)際拉力之間的關(guān)系不是完全線性的，造成數(shù)據(jù)偏差。

7、溫度漂移：環(huán)境溫度變化會(huì)影響傳感器的輸出，增加測(cè)量誤差。

8、響應(yīng)速度慢：傳感器的響應(yīng)速度不足以實(shí)時(shí)捕捉快速變化的拉力數(shù)據(jù)，影響實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)試的準(zhǔn)確性。

9、現(xiàn)有測(cè)試平臺(tái)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常采用單通道設(shè)計(jì)，導(dǎo)致處理能力有限。這種單通道系統(tǒng)在面對(duì)復(fù)雜測(cè)試任務(wù)時(shí)顯得捉襟見(jiàn)肘，難以同時(shí)處理多個(gè)數(shù)據(jù)源，限制了測(cè)試數(shù)據(jù)的采集范圍和深度。此外，由于只能逐一處理數(shù)據(jù)，單通道系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集和處理過(guò)程中存在較大的時(shí)間延遲，無(wú)法滿足高頻率、多數(shù)據(jù)點(diǎn)的實(shí)時(shí)采集需求。這種處理能力的限制使得系統(tǒng)難以實(shí)時(shí)獲取和分析大量測(cè)試數(shù)據(jù)，從而嚴(yán)重影響了測(cè)試的實(shí)時(shí)性和效率，無(wú)法為精確的性能評(píng)估和優(yōu)化提供及時(shí)可靠的數(shù)據(jù)支持。

10、在現(xiàn)有的螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試平臺(tái)中，普遍使用的單通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存在以下缺點(diǎn)：

11、單通道限制：?jiǎn)瓮ǖ罃?shù)據(jù)采集系統(tǒng)只能同時(shí)處理一個(gè)數(shù)據(jù)源，限制了同時(shí)采集多種測(cè)試數(shù)據(jù)的能力。

12、處理能力有限：?jiǎn)瓮ǖ老到y(tǒng)的處理能力較弱，難以應(yīng)對(duì)高頻率、多數(shù)據(jù)點(diǎn)的采集需求。

13、實(shí)時(shí)性差：由于只能逐一處理數(shù)據(jù)，單通道系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集和處理過(guò)程中存在較大的時(shí)間延遲，影響測(cè)試的實(shí)時(shí)性。

14、數(shù)據(jù)分析復(fù)雜：?jiǎn)瓮ǖ老到y(tǒng)無(wú)法并行處理多個(gè)數(shù)據(jù)源，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析過(guò)程復(fù)雜，效率低下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)拉力測(cè)試平臺(tái)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)處理能力有限、實(shí)時(shí)性差以及拉力傳感器精度低、測(cè)量誤差大的問(wèn)題，從而顯著提高了測(cè)試平臺(tái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力和測(cè)量精度，為螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)性能的評(píng)估和優(yōu)化提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。

2、具體技術(shù)方案為：

3、螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)拉力測(cè)試平臺(tái)，包括框架支撐座，所述的框架支撐座包括橫向平行設(shè)置的支撐座后端架、支撐座前端架，縱向平行設(shè)置的支撐座左端架、支撐座右端架；

4、框架支撐座上豎直安裝有測(cè)試臺(tái)左立桿和測(cè)試臺(tái)右立桿；

5、測(cè)試臺(tái)左立桿、測(cè)試臺(tái)右立桿分別通過(guò)測(cè)試臺(tái)立桿左支撐桿、測(cè)試臺(tái)立桿右撐桿作為加強(qiáng)支撐桿安裝在框架支撐座上；

6、測(cè)試臺(tái)左立桿、測(cè)試臺(tái)右立桿之間依次在不同高度設(shè)有第一根測(cè)試臺(tái)橫架、第二根測(cè)試臺(tái)橫架和第三根測(cè)試臺(tái)橫架；

7、所述支撐座后端架與支撐座左端架、支撐座右端架通過(guò)90°合金固定件和螺栓螺母緊固件緊固連接；

8、所述支撐座前端架與支撐座左端架、支撐座右端架通過(guò)90°合金固定件和螺栓螺母緊固件緊固連接；

9、所述測(cè)試臺(tái)左立桿與支撐座左端架和支撐座前端架通過(guò)90°合金固定件和螺栓螺母緊固件緊固連接，同時(shí)與測(cè)試臺(tái)立桿左支撐桿通過(guò)135°合金固定件、45°合金固定件和螺栓螺母固定件緊固連接；

10、所述測(cè)試臺(tái)右立桿與支撐座右端架和支撐座前端架通過(guò)90°合金固定件和螺栓螺母緊固件緊固連接，同時(shí)與測(cè)試臺(tái)立桿右撐桿通過(guò)135°合金固定件、45°合金固定件和螺栓螺母固定件緊固連接。

11、第一根測(cè)試臺(tái)橫架、第二根測(cè)試臺(tái)橫架、第三根測(cè)試臺(tái)橫架分別與測(cè)試臺(tái)左立桿、測(cè)試臺(tái)右立桿通過(guò)90°合金固定件和螺栓螺母緊固件緊固連接；

12、傳感器連接法蘭通過(guò)螺栓螺母緊固件與第一根測(cè)試臺(tái)橫架、第二根測(cè)試臺(tái)橫架緊固連接，同時(shí)螺旋槳與電機(jī)相連接，電機(jī)與電機(jī)支撐法蘭連接，電機(jī)支撐法蘭與安裝平臺(tái)連接，安裝平臺(tái)與拉力傳感器連接，拉力傳感器與傳感器連接法蘭連接。

13、進(jìn)一步的，

14、所述的拉力傳感器包括拉力采集單元與扭矩采集單元；

15、使用應(yīng)變片為測(cè)量材料，應(yīng)變片在受到載荷作用下會(huì)產(chǎn)生變形，變形引起其電阻值的變化，電阻值的變化則使用測(cè)量電路來(lái)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出，應(yīng)變天平的測(cè)量電路為惠更斯電橋，應(yīng)變天平的電橋電路使用直流電源、恒壓供電。

16、應(yīng)變測(cè)量電橋?yàn)樗谋垭姌颉?/p>

17、所述的拉力傳感器采用兩組應(yīng)變片。

18、所述的拉力傳感器采用多通道數(shù)據(jù)采集，創(chuàng)建兩個(gè)daqmx通道，設(shè)置其采集物理通道，一個(gè)用于采集轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，另一個(gè)用于采集拉力數(shù)據(jù)；添加daqmx采樣時(shí)鐘，設(shè)置采樣模式為連續(xù)采樣、每通道采樣及采樣速率設(shè)置為1000；添加daqmx開始任務(wù)；添加daqmx讀取，設(shè)置讀取模式與數(shù)據(jù)輸出處理，將采集數(shù)據(jù)以設(shè)置方式進(jìn)行讀取與進(jìn)一步操作；添加daqmx任務(wù)停止與清除，釋放操作空間。

19、使用daqmx創(chuàng)建模擬輸出任務(wù)并分配物理通道、設(shè)置最大值與最小值；添加daqmx采樣時(shí)鐘，設(shè)置采樣模式為連續(xù)采樣、每通道采樣與采樣速率為100000，對(duì)電機(jī)(7)的精確控制；添加daqmx開始任務(wù)；添加daqmx寫入，利用條件循環(huán)對(duì)寫入數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)類型、幅值、頻率、占空比數(shù)據(jù)的編輯，使其能夠在前面板進(jìn)行調(diào)整；添加daqmx任務(wù)完成；添加daqmx任務(wù)停止與清除，釋放操作空間。

20、為實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，在計(jì)算機(jī)中創(chuàng)建保存路徑并設(shè)置存儲(chǔ)的文件名稱；添加tdms打開文件；將tdms寫入放置在while循環(huán)中；最后使用tdms關(guān)閉結(jié)束存儲(chǔ)功能，釋放空間。實(shí)時(shí)顯示功能則通過(guò)使用嵌入在for循環(huán)中的的元素同址操作結(jié)構(gòu)對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行同步操作。

21、本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)基于ni?labview軟件的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，使得測(cè)試平臺(tái)能夠同時(shí)處理多個(gè)數(shù)據(jù)源，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和處理。本發(fā)明采用多通道并行處理：與傳統(tǒng)單通道系統(tǒng)相比，多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以同時(shí)采集和處理多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，顯著提升了數(shù)據(jù)處理能力。高效的數(shù)據(jù)處理算法和并行計(jì)算能力，使得系統(tǒng)能夠在數(shù)據(jù)采集的同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，減少了數(shù)據(jù)傳輸和處理的延遲，從而提高了測(cè)試的實(shí)時(shí)性。同步采集多個(gè)數(shù)據(jù)源，確保數(shù)據(jù)的完整性和一致性，有效避免了數(shù)據(jù)丟失和采集不全的問(wèn)題。

22、本發(fā)明采用定制使用應(yīng)變片為測(cè)量材料高精度的拉力、扭矩傳感器。高精度應(yīng)變片和惠更斯電橋的結(jié)合，使得拉力傳感器的測(cè)量精度大幅提升，測(cè)量誤差顯著降低。與傳統(tǒng)傳感器相比，達(dá)到了更高的精度標(biāo)準(zhǔn)。

23、本發(fā)明具有提高測(cè)試平臺(tái)的整體性能和可靠性，通過(guò)結(jié)合高精度拉力傳感器和多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，優(yōu)化測(cè)試平臺(tái)的設(shè)計(jì)和性能。高精度的測(cè)量和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力，確保了測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，減少了測(cè)量誤差和數(shù)據(jù)偏差。平臺(tái)設(shè)計(jì)能夠適應(yīng)不同型號(hào)和規(guī)格的螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，具有較高的通用性。通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)，平臺(tái)可以方便地進(jìn)行擴(kuò)展和升級(jí)。