静态质量特性专用测量装置校准技术

　　作者：刘亮(1979-)，男，四川达州人，工程师，学士，主要从事几何量检测技术与几何量非标设备检测的研究。

　　1 引言

　　质量、质心、偏心距等质量特性参数是质量特性的重要参数，它与弹箭的气动力特性，内、外弹道性能及弹箭发射动力学等都有密切关系。在型号的发射、空中飞行制导以及接近目标引爆的过程中，弹体的质量特性参数较大程度的影响到型号飞行的弹道轨迹。随着导弹的尺寸和质量越来越小，速度越来越快，其在空中运行过程中受质量偏心等质量特性参数引起的气动力干扰力矩对命中率的影响也越来越大，故应对型号静态质量特性参数的量值进行严格的控制。

　　PGE型静态质量特性专用测量设备，弹体质心在刀口之上，是型号产品质量特征参数的终测设备，其测量数据的准确性将直接影响型号的目标命中率。目前，国家对静态质量特性专用测量设备没有相应的国标和检定/校准技术文件，因此，开展质量特征专用测量设备校准技术研究有着重要的现实意义。

　　2 PGE型静态质量特性专用测量装置的工作原理

　　PGE型静态质量特性专用测量装置是根据力矩平衡原理设计的，质量参数采用三点测力法[1]进行测量(几何位置见图1)。 测量系统包括测量质量、质心、质偏的机械装置和数据采集处理系统两部分组成。机械装置上装有3个高灵敏度称重传感器和1个1.5米的同步器。数据处理系统把待测物体的质量、质心、质偏等物理量转换为电信号，经过数据放大、A/D转换及计算机接口电路，经数据处理软件计算，直接得到待测物体的质量、质心、质偏数据。

图1 PGE型静态质量特性专用测量装置几何位置示意图

　　3 校准装置设计

　　3.1质量、轴向质心校准装置的设计

　　根据PGE型静态参数综合测试系统的工作原理，测量坐标系如图2所示。

图2 质量、轴向质心测量原理图

　　由轴向质量、质心测量原理图可知，在测量质量、轴向质心时，运用了力平衡原理，根据力的平衡可得物体质量计算公式：

　　(1)

　　式中： M： 物体的质量，单位：kg;

　　M1：称重传感器P1测得的质量，单位：kg;

　　M2：称重传感器P2测得的质量，单位：kg;

　　为了准确校准PGE型静态参数综合测试系统的质量参数，就需要对测量质量、纵向质心的2个称重传感器进行校准。称重传感器的质量校准采用多根圆柱标准棒进行校准，圆柱标准棒加工前进行调质、热处理，以保证圆柱标准棒的物理性能稳定，能作为标准器具长期使用。加工采用精车后，磨床进行精加工，严格控制标准棒的圆柱度和直线度参数，以保证理论质量、质心位置的准确性。