CN217878268U - 一种六分量风洞测力天平 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及测量仪器技术领域，尤其涉及一种六分量风洞测力天平，包括：测力平台、底座和多个应变传感器，测力平台和底座中部设有空腔结构，多个应变传感器位于测力平台与底座之间，以空腔结构为中心，呈中心对称排列，应变传感器组成惠斯顿电桥，用于感应并输出应变力值；本实用新型通过在测力平台和底座中部设置空腔结构，在不影响安装和检测的前提下，大大降低了六分量风洞测力天平的重量，从而提高了六分量风洞测力天平在实际检测过程中的固有频率，减少了共振现象的发生，从而提高检测过程的稳定性，保证检测结果的准确性和精确度。
Description
技术领域
本实用新型涉及测量仪器技术领域，尤其涉及一种六分量风洞测力天平。
背景技术
空间任一广义力在给定的坐标系中一般可分解为六个分量，即沿三个坐标轴的力矢分量Fx、Fy和Fz，以及绕三个坐标轴的力矩分量Mx、My和Mz，研究对象上某一点的受力总可以在给定坐标系中分解为上述六分量，六分量风洞天平就是在风洞测力实验中同时检测和传感作用在模型上的六个分量。
相关技术中，由于在检测过程中会产生震动，使得六分量风洞天平在测试过程中容易产生共振现象，导致检测结果与实际产生误差，检测精度难以达到预期效果，难以获得真实的测量数据。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种六分量风洞测力天平，检测过程中具有较高的固有频率，保证检测精度。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种六分量风洞测力天平，包括：
测力平台、底座和多个应变传感器，所述测力平台和所述底座中部设有空腔结构，多个所述应变传感器位于所述测力平台与所述底座之间，以所述空腔结构为中心，呈中心对称排列，所述应变传感器组成惠斯顿电桥，用于感应并输出应变力值。
进一步的，所述空腔结构包括中间部和四周部，所述四周部以所述中间部为中心，绕所述中间部均匀设置，且每一所述四周部与每一所述应变传感器间隔设置。
进一步的，所述中间部的截面为圆形。
进一步的，所述中间部的截面形状为四边形。
进一步的，每一所述四周部均包括贴合边和连接边，所述贴合边靠近所述中间部设置，并与所述中间部相对位置弧度一致，所述连接边与所述贴合边首尾连接。
进一步的，所述应变传感器包括弹性体，所述弹性体两端分别连接所述测力平台和所述底座相对设置的两侧面。
进一步的，所述弹性体包括应变片和至少为四个的应变梁，所述应变梁互相平行设置，所述应变片粘接在所述应变梁上。
进一步的，所述应变传感器还设有罩壳，所述罩壳包绕在所述弹性体外部，用于保护所述应变梁和所述应变片。
进一步的，所述测力平台上设有多个安装孔，所述安装孔均匀分部在所述测力平台背离所述应变传感器的一侧上。
进一步的，所述测力平台与所述底座上均设有定位件和紧固件，每一所述应变传感器均通过所述定位件和所述紧固件与所述测力平台和所述底座连接。
本实用新型的有益效果为：本实用新型通过在测力平台和底座中部设置空腔结构，在不影响安装和检测的前提下，大大降低了六分量风洞测力天平的重量，从而提高了六分量风洞测力天平在实际检测过程中的固有频率，减少了共振现象的发生，从而提高检测过程的稳定性，保证检测结果的准确性和精确度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例中六分量风洞测力天平的俯视图；
图2为图1中A-A处的剖视图；
图3为图1中B-B处的剖视图；
图4-7为本实用新型实施例中空腔结构不同设置形式的示意图；
图8为本实用新型实施例中应变传感器的主视图；
图9为图8中C-C处的剖视图。
附图标记：01、空腔结构；011、中间部；012、四周部；012a、贴合边；012b、连接边；02、安装孔；03、定位件；04、紧固件；10、测力平台；20、底座；30、应变传感器；31、弹性体；31a、应变片；31b、应变梁；32、罩壳。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1至图9所示的六分量风洞测力天平，包括：
测力平台10、底座20和多个应变传感器30，测力平台10和底座20中部设有空腔结构01，多个应变传感器30位于测力平台10与底座20之间，以空腔结构01为中心，呈中心对称排列，应变传感器30组成惠斯顿电桥，用于感应并输出应变力值。
此处，测力平台10上设有多个安装孔02，安装孔02均匀分部在测力平台10背离应变传感器30的一侧上；使得被测物体能够通过安装孔02固定在测力平台10上，且多个安装孔02的设置能够保证连接的稳固性。
另外，测力平台10与底座20上均设有定位件03和紧固件04，每一应变传感器30均通过定位件03和紧固件04与测力平台10和底座20连接，定位件03能够保证测力平台10、底座20和应变传感器30之间相对位置的准确性，紧固件04能够保证之间连接的稳定性，不会在检测过程中出现相对移动，同时，在定位件03上也设有紧固件04，用来夹紧定位件03，其中定位件03可以为定位销等结构，紧固件04可以为螺钉、螺栓等结构，在此处不进行具体限定，能够实现定位和连接的效果即可。
通过在测力平台10和底座20中部设置空腔结构01，在不影响安装和检测的前提下，大大降低了六分量风洞测力天平的重量，从而提高了六分量风洞测力天平在实际检测过程中的固有频率，减少了共振现象的发生，从而提高检测过程的稳定性，保证检测结果的准确性和精确度。
需要说明的是，固有频率也称自然频率，是指在物体做自由振动时，其位移随时间按正弦或余弦规律变化，振动的频率仅与***的固有特性有关（如质量、形状、材料等），本实用新型中，通过设置空腔结构01的形式，在不影响应变传感器30的连接和六分量风洞测力天平与被测试物体固定的前提下，能够大大降低整体的重量，而固有频率跟重量成反比，因此，六分量风洞测力天平的固有频率得到提高，进而检测过程的稳定性得到提高。
具体来说，空腔结构01包括中间部011和四周部012，四周部012以中间部011为中心，绕中间部011均匀设置，且每一四周部012与每一应变传感器30间隔设置，即形成了四周部012位于每两应变传感器30之间的位置关系，尽可能地扩大了空腔结构01的体积，从而能够降低测力平台10和底座20的重量。
当然，为了保证测力平台10和底座20的连接性能和支撑性能，防止测试过程弯曲变形，影响测试的精确度，空腔结构01并不会设置成贯通的方式，仅仅从测力平台10和底座20的任意一侧向另一侧延伸，形成具有一定深度的空腔结构01，其中，每一四周部012均包括贴合边012a和连接边012b，贴合边012a靠近中间部011设置，并与中间部011相对位置弧度一致，连接边012b与贴合边012a首尾连接，在此处并不限定连接边012b的形式，根据实际情况适应性选择即可。
空腔结构01的设置形式在下方进行举例，当然在本实用新型的一些其他实施例中，还存在其他的设置形式，而不单只下方提出的设置形式，不进行形状的具体限定。
作为一种设置形式，中间部011的截面为圆形，贴合边012a为弧形且弧度与中间部011的弧度一致，连接边012b可以为弧形也可以为多直边连接的形成，使得四周部012形成月牙形结构或凹形结构；作为另一种设置形式，中间部011的截面形状为四边形，贴合边012a设为与对应边向一致的直边，连接边012b可以为弧形也可以为多直边连接的形成，使得四周部012形成半圆形结构或四边形结构。
其中，应变传感器30包括弹性体31，弹性体31两端分别连接测力平台10和底座20相对设置的两侧面；具体的，弹性体31包括应变片31a和至少为四个的应变梁31b，应变梁31b互相平行设置，应变片31a粘接在应变梁31b上，应变片31a的粘接形式可根据不同的被测物体和测试需求进行更换，从而实现应变梁31b的应变量与电阻之间的转化。
另外，应变传感器30还设有罩壳32，罩壳32包绕在弹性体31外部，用于保护应变梁31b和应变片31a，防止外部环境对应变量和应变片31a产生干扰，导致检测结果产生偏差。
本实用新型的六分量风洞测力天平工作过程如下：将被测物体通过安装孔02固定在所述测力平台10上方，当被测物体受力时，每一应变传感器30中弹性体31均会受力弹性变形，使得应变梁31b产生应变量，粘贴在应变梁31b上的应变片31a将被测物体的受力大小由应变量转换为电阻变化，再通过惠斯顿电桥将电阻变化转变为压力输出，经过数据的处理得出被测物体六个分量的测试结果。
本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种六分量风洞测力天平，其特征在于，包括：
测力平台、底座和多个应变传感器，所述测力平台和所述底座中部设有空腔结构，多个所述应变传感器位于所述测力平台与所述底座之间，以所述空腔结构为中心，呈中心对称排列，所述应变传感器组成惠斯顿电桥，用于感应并输出应变力值。
2.根据权利要求1所述的六分量风洞测力天平，其特征在于，所述空腔结构包括中间部和四周部，所述四周部以所述中间部为中心，绕所述中间部均匀设置，且每一所述四周部与每一所述应变传感器间隔设置。
3.根据权利要求2所述的六分量风洞测力天平，其特征在于，所述中间部的截面为圆形。
4.根据权利要求2所述的六分量风洞测力天平，其特征在于，所述中间部的截面形状为四边形。
5.根据权利要求3或4所述的六分量风洞测力天平，其特征在于，每一所述四周部均包括贴合边和连接边，所述贴合边靠近所述中间部设置，并与所述中间部相对位置弧度一致，所述连接边与所述贴合边首尾连接。
6.根据权利要求1所述的六分量风洞测力天平，其特征在于，所述应变传感器包括弹性体，所述弹性体两端分别连接所述测力平台和所述底座相对设置的两侧面。
7.根据权利要求6所述的六分量风洞测力天平，其特征在于，所述弹性体包括应变片和至少为四个的应变梁，所述应变梁互相平行设置，所述应变片粘接在所述应变梁上。
8.根据权利要求7所述的六分量风洞测力天平，其特征在于，所述应变传感器还设有罩壳，所述罩壳包绕在所述弹性体外部，用于保护所述应变梁和所述应变片。
9.根据权利要求1所述的六分量风洞测力天平，其特征在于，所述测力平台上设有多个安装孔，所述安装孔均匀分部在所述测力平台背离所述应变传感器的一侧上。
10.根据权利要求9所述的六分量风洞测力天平，其特征在于，所述测力平台与所述底座上均设有定位件和紧固件，每一所述应变传感器均通过所述定位件和所述紧固件与所述测力平台和所述底座连接。
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