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1、2015年4月宇航计测技术Apr.,2015第35卷第2期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.35,No.2文章编号:1000-7202(2015)02-0033-05中图分类号:TH715文献标识码:A质心标准研究王小三闫磊孙凤举(北京航天计量测试技术研究所,北京100076)摘要工程实践中通常采用标准件作为质心标准。理论研究发现,质心标准件存在较大的不确定性,采用质心标准件校准的质心测量设备量值准确度存疑。在实践中,通过研究创建了全新的质心标准,利用该质心标准对质心测量设备进行了校准,并对两种方法校准的结果进行了比较。应用
2、实践表明,新的质心标准比质心标准件准确度高。关键词质心测量校准标准样件ResearchontheCentroidStandardWANGXiao-sanYANLeiSUNFeng-ju(BeijingAerospaceInstituteforMetrologyandMeasurementTechnology,Beijing100076)AbstractArigidbody,withregularfigure,wasusuallyusedasthecentroidstandardintheapplicationofcentriodmeasurementandcalibration.Bu
3、trecentresearchesonthecentroidstandardfoundthatthevalueofarigidbody＇scentroidisoftenuncertain,whichmeansexpectingvalueofcentroidisun-equaltorealvaluebecauseofsomereasonsandmightcauseseriouserrorsinthecentroidmeasurement.Soanewcentroidstandardwithoutregularfigurewasdevelopedtocalibratethespecial
4、equipment.Ac-cordingtocomparingresults,it＇sclearthatthenewstandard＇scentroidoutgoestheregularfigure＇sone.KeywordsCentroidMeasurementCalibrationStandardspecimen1引言效证明。工程实践中,一般采用规则形状几何体的形心替代质心,作为质心标准件,对测量设备进行校质心是一个与质量、质量分布及几何特征密切相准。为增强某型号质心测量结果的可靠性,在理论关的参数,一般用相对参考系下的位置坐标来表征。分析标准件法的不确定度不满足要求后,我们采用
5、它是飞行器飞行轨道及姿态调整控制的重要参数,是全新方法研建了质心标准,并利用该标准对质心测各类弹丸、火箭弹、导弹、核弹头、鱼雷等武器,中远程量设备进行了校准,校准结果与标准件法相比有较导弹、运载火箭、卫星、载人飞船等航天器及搭载设备大差异。经实践检验,采用全新理论建立的质心标所需的测量项目,其测量技术具有基础性、共性。准校准的数据准确度高。目前,质心测量设备一般采用多点称重法或力矩测差法,依据力平衡及力矩平衡原理计算待测物2质心标准件质心不确定度分析体质心,但由于质心标准的研究一直处于待发展阶段,测量设备的量值是否准确、可靠一直无法得到有以图1所示圆盘状标准件为例进行分析。该收稿日期
6、:2014-07-02,修回日期:2014-10-08作者简介:王小三(1976-),男,高级工程师,主要研究方向:质量、质量特性计量及设备。·34·宇航计测技术2015年圆盘采用1Cr18Ni9Ti材质,按国标10级公差要求。度可按照模型体积进行估算。以半圆截面进行计由于质心标准件假定材质密度均匀,直接采用形心算,如图2所示。过形心与直径平行的弦与半径夹替代质心,因此,标准件质心的不确定度主要包含三角θ按公式(2)计算。部分内容:一是形心测量结果引入的不确定度;二是θ21212×π×r-rsinθ=×π×r(2)由于加工引起的质心对形心偏移引入的不确定度,36024三是由于材质密度
7、不均匀引入的不确定度。式中:θ———过半圆形心、平行于半圆直径的直线与半圆的两交点与半圆圆心的夹角,(°);r———半圆半径,m。图1质心标准件图2.1形心测量结果引入的不确定度图2半圆形心位置关系图在实际使用过程中,质心标准只使用一维空间值,即只使用其圆形坐标或圆柱体轴线。考虑采用解式(2),θ=132.346°。高准确度三坐标机测量标准件轴线,因此测量结果半圆形心到圆心的距离按公式(3)计算。的不确定度中,测量设备引入的不确定度可忽略,仅L=r×sin
