基于LabVIEW的mN级微推力测量系统研究

来源：计算机测量与控制杂志2020年第5期北京时间：

作者：刘岳鹏,周磊,马鑫

单位：北京航天试验技术研究所

摘要：针对卫星和航天器上的微小推力测量问题，设计一种mN级稳态微推力测量系统。推力架结构采用扭摆式测量原理，通过非接触式的激光位移传感器测量扭臂的偏转角度，并结合可调节的电磁平衡力来进行动态的闭环控制。微推力测量系统采用NI的控制器和采集板卡，在LabVIEW软件中编写PID控制算法，并开发了测量和标定的应用软件来实现mN级微推力测量。试验测试利用一组精密砝码通过3次加载和卸载过程来进行系统标定性能的验证。试验结果表明，微推力测量系统能够满足量程在10mN~200mN范围的测量，经分析，通过最小二乘法拟合获得的标定直线显示了良好的线性和重复性，加载和卸载过程的数据也具有较高的一致性，测量精度可达0.31%，满足mN级微推力测量的要求，确保了测量的稳定性和可靠性。

关键词：mN级;微推力;扭摆;闭环控制;电磁力