【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種微量摩阻天平的校準方法，屬于空氣動力學。
技術介紹
1、針對高空域摩阻測量通常需要使用微量摩阻天平，該類天平的測量載荷很小，其量程一般在1pa以內。開展靜態校準時需要校準載荷小，同時校準精度要求也很高，大大增加了校準難度。
2、采用砝碼懸掛法進行摩阻天平校準時，需要將天平呈90°水平放置后在感應面上使用細線懸掛砝碼進行加載，然而在地面風洞試驗中天平通常為0°豎直狀態放置，這導致其校準狀態與使用狀態不一致。對常規摩阻天平來說，其量程相對較大，這種差異可以忽略不計。而對微量摩阻天平來說，由于其測量的摩阻值非常小(通常為1g以內)，天平水平放置后其自重本身就遠遠大于摩阻載荷，導致天平實際校準載荷遠大于待校準載荷。因此使用砝碼懸掛法校準微量摩阻天平具有一定局限性，需要一種適用于微量摩阻天平的校準方法。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，解決了使用砝碼懸掛法校準微量摩阻天平時，其校準狀態與使用狀態不一致導致天平自重的存在使實際校準載荷遠大于待校準載荷的問題。
2、本專利技術目的通過以下技術方案予以實現：
3、一種微量摩阻天平的校準方法，包括以下步驟：
4、s1：天平水平放置，使用常規校準方法即砝碼懸掛法對天平進行加載；
5、將天平水平固定，調整天平感應面與水平面呈垂直狀態，使用砝碼懸掛法對天平進行單分量加載。
6、s2：獲取中間天平公式；
7、按照天平校準規
8、f1＝f1(δu)
9、其中，f1為懸掛砝碼的重量，δu為砝碼加載前后天平的讀數增量，f1為中間天平公式函數。
10、s3：分別記錄天平豎直狀態及水平狀態下的讀數輸出，
11、將天平豎直固定，調整天平感應面與水平面呈平行狀態，此狀態記為0°狀態，記錄此時天平的讀數輸出uα0。將天平水平固定，調整天平感應面與水平面呈垂直狀態，此狀態記為90°狀態，記錄此時天平的讀數輸出uα90。
12、s4：將兩狀態的讀數差值帶入中間天平公式獲得等效自重；
13、將天平0°狀態與90°狀態的讀數差值即δu＝|uα90-uα0|帶入中間天平公式，計算獲得載荷記為等效自重g0。
14、s5：將天平從豎直位置開始傾斜一系列角度，分別記錄讀數輸出；
15、將天平豎直固定于角度平臺上，調整天平感應面與水平面呈平行狀態，即0°狀態。從0°開始調整角度平臺傾斜一系列角度α，并記錄各角度下的讀數輸出。
16、s6：根據天平傾角和等效自重計算得到各角度下的等效摩阻載荷；
17、天平自重沿其感應面向下的分量可等效為對天平施加的摩阻載荷，即等效摩阻載荷ff，由天平等效自重g0和傾斜角度α可得等效摩阻載荷ff的表達式為：
18、ff＝g0sinα
19、s7：各傾角下等效摩阻載荷和對應的讀數輸出增量擬合得到天平公式。
20、將各傾角下的等效摩阻載荷作為校準載荷，并與對應傾角下的讀數輸出增量擬合得到天平公式：
21、ff＝f2(δuα)
22、其中，δuα為天平不同傾角下的讀數增量，f2為最終天平公式函數。
23、本專利技術相比于現有技術具有如下有益效果：
24、(1)本專利技術的一種微量摩阻天平的校準方法利用天平在不同傾角下其自重沿天平感應面向下的分量作為校準載荷進行加載，確保天平校準狀態與使用狀態的一致性，有效解決了使用傳統砝碼懸掛法校準天平的過程中，天平水平放置時其自重的存在導致實際校準載荷遠大于待校準載荷的問題，實現微量摩阻天平的精細化加載。
25、(2)利用砝碼懸掛法校準并獲得中間天平公式，結合天平在0°和90°傾角下的讀數輸出能夠獲得準確的天平等效自重數據。
26、(3)使用角度平臺控制天平傾斜角度，能夠方便地連續獲得標準傾斜角度，并得到天平在各傾角下的有效讀數輸出。
27、(4)使用天平等效自重的分量及各傾角下的讀數增量擬合得到天平公式，該公式與傳統砝碼懸掛法獲得的天平公式相比，其用于微量摩阻載荷計算能獲得更高的精度。
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1.一種微量摩阻天平的校準方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的微量摩阻天平的校準方法，其特征在于，S1中，將天平水平固定，調整天平感應面與水平面呈垂直狀態，使用砝碼懸掛法對天平進行單分量加載。
3.根據權利要求1所述的微量摩阻天平的校準方法，其特征在于，S2中，按照天平校準規范進行數據處理，獲得天平公式記為中間天平公式：
4.根據權利要求1所述的微量摩阻天平的校準方法，其特征在于，S3中，將天平豎直固定，調整天平感應面與水平面呈平行狀態，此狀態記為0°狀態，記錄此時天平的讀數輸出Uα0；將天平水平固定，調整天平感應面與水平面呈垂直狀態，此狀態記為90°狀態，記錄此時天平的讀數輸出Uα90。
5.根據權利要求4所述的微量摩阻天平的校準方法，其特征在于，S4中，將天平0°狀態與90°狀態的讀數差值即ΔU＝|Uα90-Uα0|帶入中間天平公式，計算獲得載荷記為等效自重G0。
6.根據權利要求1所述的微量摩阻天平的校準方法，其特征在于，S5中，將天平豎直固定于角度平臺上，調整天平感應面與水平面呈平行狀態，即0°狀態
7.根據權利要求1所述的微量摩阻天平的校準方法，其特征在于，S6中，天平自重沿其感應面向下的分量可等效為對天平施加的摩阻載荷，即等效摩阻載荷Ff，由天平等效自重G0和傾斜角度α得等效摩阻載荷Ff的表達式為：
8.根據權利要求7所述的微量摩阻天平的校準方法，其特征在于，S7中，將各傾角下的等效摩阻載荷作為校準載荷，并與對應傾角下的讀數輸出增量擬合得到天平公式：
9.根據權利要求1所述的微量摩阻天平的校準方法，其特征在于，S1中，按下表載荷表進行加載：
10.根據權利要求1所述的微量摩阻天平的校準方法，其特征在于，S5中，天平從豎直位置開始傾斜的一系列預設角度見下表：
...【技術特征摘要】
1.一種微量摩阻天平的校準方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的微量摩阻天平的校準方法，其特征在于，s1中，將天平水平固定，調整天平感應面與水平面呈垂直狀態，使用砝碼懸掛法對天平進行單分量加載。
3.根據權利要求1所述的微量摩阻天平的校準方法，其特征在于，s2中，按照天平校準規范進行數據處理，獲得天平公式記為中間天平公式：
4.根據權利要求1所述的微量摩阻天平的校準方法，其特征在于，s3中，將天平豎直固定，調整天平感應面與水平面呈平行狀態，此狀態記為0°狀態，記錄此時天平的讀數輸出uα0；將天平水平固定，調整天平感應面與水平面呈垂直狀態，此狀態記為90°狀態，記錄此時天平的讀數輸出uα90。
5.根據權利要求4所述的微量摩阻天平的校準方法，其特征在于，s4中，將天平0°狀態與90°狀態的讀數差值即δu＝|uα90-uα0|帶入中間天平公式，計算獲得載荷記為等效自重g0。
【專利技術屬性】
技術研發人員：何嘯天，劉春風，劉博，王瑞庭，王雪楓，
申請(專利權)人：中國航天空氣動力技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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