高精度智能型载荷感应器拉/压力试验机系统设计

    无回力助力操纵系统也称不可逆助力操纵系统。 在无回力助力操纵系统中， 克服舵面铰链力矩所需的操纵力全部由液压助力器提供， 而驾驶员施加的力仅用来带动液压助力器的分油活门。 为了给驾驶员以应有的操纵感觉而不致因感觉错误而发生错误的操纵，在无回力助力操纵系统中采用了载荷感觉器。

    本文所设计的试验机主要针对两类载荷感应器进行拉 ／ 压力试验，分别是平尾载荷感应器与副翼载荷感应器。 平尾 ／ 副翼载荷感应器使飞行员在操纵平尾 ／ 副翼时有力的感觉，并在松杆时能自动回中。 本文采用高精度位移传感器和力传感器，进行位移和力的测量，并用上位机与 PLC 进行系统控制，最终得到两类载荷感应器的特性曲线图，特性曲线代表了行程与力的关系，并根据技术标准判断是否合格， 为飞行员安全的飞行提供了有力的保障。

    1 载荷感应器测试要求

    飞机载荷感应器是用来模拟驾驶杆上的空气动力， 以便飞行员操纵时感到有相应的驾驶杆力，准确地掌握操纵份量，控制飞行状态。 其基本组成为活动杆、外简及若干弹簧等。 其特性曲线或特征点的力和位移值如不符合要求，飞行员就会有“杆重”或“杆皮条”感觉。它的性能好坏，直接影响飞机操纵性能。所以，对载荷感应器的特性曲 线或特征点的力和位移值有着严格的要求，具体要求如下。

    1．1 平尾载荷感应器

    平尾载荷感应器理想特性曲线如图 1 所示。

    通过试验机可以绘出完整的平尾负荷机构特性曲线，并将如下表所示的 6个测试点的试验数据作为评判标准之一，另一个评判标准是通过对特性曲线进行分析，判断行程与力有没有突变，两个标准同时满足为合格。

    1．2 副翼载荷感应器

    副翼载荷感应器理想特性曲线如图 2 所示。

    通 过 试 验 机 可 以绘出完 整 的 副 翼 载 荷感应器特性曲线，并将如表 2 所示的 8 个测试点的 试 验 数 据 作 为评判标准之一，另一个评判标 准 是 通 过 对 特性曲线进行分析，判断行程与力有没有突变，两个标 准 同 时 满 足 为合格。

    2 智能载荷感应器系统硬件设计部分

    要绘制载荷感应器力－行程特性曲线，需要一个位移传感器来测量载荷感应器的行程，还需要一个拉 ／ 压力传感器来测量载荷感应器的力。 采用伺服电机、电机减速箱、滚珠丝杠等传动机构为载荷感应器施加拉 ／ 压力，伺服电机的控制用 FX1N 系列的PLC 来实现。 为了实现试验数据的显示、存储、打印、查询等功能，还需要一台工控机及一台打印机，系统总体方案如图 3 所示。