Bàn quay thử nghiệm hai trục là thiết bị chính xác quan trọng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, định hướng quán tính, sản xuất cao cấp và nghiên cứu cảm biến, chức năng chính của nó là cung cấp vị trí góc, tốc độ góc và chuẩn chuyển động động chính xác cao cho các thiết bị quán tính (ví dụ như máy quay, gia tốc kế), đầu dẫn đường, khoang quang điện và tải trọng khác để hoàn thành việc hiệu chuẩn, thử nghiệm và đánh giá hiệu suất.Đối mặt với các sản phẩm đa dạng và các tuyến đường công nghệ trên thị trường, làm thế nào để chọn một cách khoa học một bàn xoay đáp ứng nhu cầu cụ thể, trở thành một kỹ thuật hệ thống phức tạp. Bài viết này sẽ xoay quanh ba chiều kích hiệu suất cốt lõi chính xác, ổn định và phản ứng động, kết hợp với các tiêu chuẩn liên quan và thực tiễn kỹ thuật, giải thích hệ thống phương pháp lựa chọn và cân nhắc kỹ thuật của bàn quay thử nghiệm hai trục.

1.& Phân tích kích thước hiệu suất cốt lõi: độ chính xác, ổn định và phản ứng năng động

Lựa chọn bàn quay thử nghiệm hai trục về bản chất là quá trình phù hợp chính xác với các chỉ số hiệu suất cốt lõi của nó và nhu cầu ứng dụng của chính nó. Những chỉ số này có liên quan với nhau, cùng nhau quyết định khả năng thử nghiệm cuối cùng của bàn xoay.

1.1 Hệ thống chính xác: cân nhắc toàn diện từ tĩnh đến động 

Độ chính xác là nền tảng của hiệu suất của bàn xoay và cần được đánh giá từ hai cấp độ tĩnh và động.

Độ chính xác tĩnh: chủ yếu đề cập đến độ chính xác vị trí và độ chính xác định vị lặp đi lặp lạiĐộ chính xác vị trí là độ lệch tối đa giữa vị trí thực tế của bàn xoay và vị trí được chỉ định, thường được tính bằng giây góc (′′). Ví dụ, độ chính xác vị trí trục chính của một loại bàn xoay là ±2′′, trục độ nghiêng là ±3′′.  Độ chính xác định vị lặp lại còn quan trọng hơn, nó đo lường sự nhất quán của bàn quay trở lại cùng một vị trí nhiều lần, ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của thử nghiệm, bàn quay hiệu suất cao có thể đạt được trong vòng 1 ′′. Trong thử nghiệm tĩnh và hiệu chuẩn, cả hai chỉ số này là rất quan trọng.

Độ chính xác động: đề cập đến biểu hiện chính xác của bàn xoay trong trạng thái chuyển động liên tục, chỉ số cốt lõi là sự ổn định tốc độ. Nó thể hiện mức độ biến động của tốc độ đầu ra thực tế của bàn xoay dưới lệnh tốc độ không đổi, thường là với lỗi tương đối (ví dụ: 5 × 10??) để đo lường nó. Tính ổn định ở tốc độ thấp (ví dụ: 0,001 ° / s) đặc biệt quan trọng khi mô phỏng chuyển động cực chậm hoặc thực hiện thử nghiệm độ phân giải cao. 

1.2 Ổn định: cơ bản để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy lâu dài 

Tính ổn định quyết định khả năng duy trì hiệu suất của bàn xoay trong thời gian dài hoặc trong môi trường phức tạp, nó phụ thuộc vào thiết kế cơ khí chính xác và quản lý nhiệt.

Ổn định cơ học: cốt lõi nằm trong cấu trúc trục. Bàn quay chính xác cao chính thống sử dụng cấu trúc "U-T" (khung bên ngoài là hình chữ U, khung bên trong là hình chữ T), thiết kế này có độ cứng cao, tính orthogonal của trục tốt và khả năng thích ứng tải trọng mạnh.  Tiếp theo là khả năng chịu lực, phải được lựa chọn dựa trên trọng lượng và kích thước tối đa của tải trọng được kiểm tra (ví dụ như đường kính bàn Φ320mm đến Φ600mm là phạm vi thông thường), và để lại đủ dư thừa an toàn.

Ổn định nhiệt và chống nhiễu: sự thay đổi nhiệt độ có thể dẫn đến sự giãn nở nhiệt của cấu trúc cơ học, giới thiệu lỗi.Đối với các ứng dụng đòi hỏi cao, cần xem xét thiết kế điều khiển nhiệt của bàn xoay hoặc chọn mô hình với hộp điều khiển nhiệt tích hợp để cung cấp môi trường thử nghiệm ổn định cho tải. Ngoài ra, khả năng chống rung động của thiết bị cũng là một phần quan trọng của sự ổn định môi trường.

1.3 Phản ứng năng động: Chìa khóa để mô tả khả năng kiểm soát chuyển động 

Các chỉ số phản ứng động đo lường khả năng của bàn xoay để thực hiện các lệnh chuyển động nhanh và phức tạp.

Tốc độ và phạm vi gia tốc: Tốc độ góc tối đa và gia tốc góc tối đa xác định giới hạn chuyển động của bàn quay. Ví dụ, tốc độ tối đa của một số bàn xoay có thể đạt được từ ± 500 ° / s đến ± 800 ° / s và gia tốc tối đa có thể đạt được từ 200 ° / s2 đến 360 ° / s2.       Khi lựa chọn, hãy đảm bảo rằng nó bao phủ bao bì chuyển động tối đa được yêu cầu trong sơ đồ thử nghiệm.

Đặc tính phản ứng động: đề cập đến tốc độ và độ chính xác của bàn xoay để theo dõi các lệnh điều khiển, liên quan đến băng thông và thời gian phản ứng của hệ thống điều khiển servo. Khả năng phản ứng động cao là điều cần thiết cho các trường hợp thử nghiệm cần mô phỏng các cơ động nhanh hoặc rung động góc (lắc).

Để dễ so sánh, bảng dưới đây tóm tắt phạm vi các thông số hiệu suất cốt lõi của một bàn quay thử nghiệm hai trục điển hình:

Bảng 1: Phạm vi điển hình của các thông số hiệu suất cốt lõi của bàn quay thử nghiệm hai trục

2.& & Quá trình lựa chọn: Từ xác định yêu cầu đến khớp công nghệ

Lựa chọn khoa học nên tuân theo quy trình có hệ thống để đảm bảo các chỉ số kỹ thuật phục vụ ứng dụng thực tế.

1.& Xác định các yêu cầu và tiêu chuẩn thử nghiệm: Đây là điểm khởi đầu của lựa chọn.Đầu tiên, bạn cần xác định chi tiết các loại vật thể được thử nghiệm (cơm quay, máy bay, đầu dẫn đường, vv), các thông số vật lý (kích thước, trọng lượng), mục đích thử nghiệm (thông chuẩn, thử nghiệm chức năng, thử nghiệm tuổi thọ) và các tiêu chuẩn hoặc quy tắc thử nghiệm cần tuân theo. Ví dụ, trong các lĩnh vực tiêu chuẩn cao như hàng không vũ trụ, GJB 2426A-2015 "Phương pháp thử nghiệm ống xoay quang" là tài liệu hướng dẫn, quy định thống nhất về hiệu suất, khả năng thích nghi môi trường và phương pháp kiểm tra của ống xoay quang.  Tiêu chuẩn rõ ràng là cơ sở cho việc đàm phán và chấp nhận tất cả các thông số kỹ thuật tiếp theo.

2.& & Các chỉ số hiệu suất cốt lõi định lượng: dựa trên yêu cầu của bước đầu tiên, cụ thể hóa các yêu cầu về độ chính xác, ổn định và phản ứng năng động thành các chỉ số số. Ví dụ, nếu bạn cần hiệu chuẩn một loại陀螺 sợi quang, dựa trên yêu cầu thử nghiệm lỗi không tuyến tính của ngưỡng và hệ số quy mô của nó, bạn có thể suy ra rằng bàn xoay cần tốc độ tối thiểu là 0,001 ° / s và 1 × 10 °C    nbsp; Tốc độ ổn định.

3.& & nbsp; Đánh giá hệ thống hỗ trợ và giao diện:

Vòng trượt: được sử dụng để cung cấp điện và truyền tín hiệu cho tải trên bàn xoay, số vòng (ví dụ như vòng 55, vòng 60) cần đáp ứng nhu cầu của tất cả các kênh điện và tín hiệu.

Kiểm soát và phần mềm: Bàn quay hiện đại đều được trang bị hệ thống đo và điều khiển bằng máy tính, nên đánh giá xem phần mềm của nó có hỗ trợ các chế độ điều khiển cần thiết (vị trí, tốc độ, lắc), tính linh hoạt lập trình, thu thập dữ liệu và phân tích chức năng, và giao diện bên ngoài (ví dụ như RS422) có tương thích với hệ thống thử nghiệm hiện có hay không.

4. & & nbsp; cân bằng tổng hợp và nghiên cứu nhà cung cấp: cân bằng chi phí, chu kỳ giao hàng, dịch vụ sau bán hàng và khả năng hỗ trợ kỹ thuật trên tiền đề đáp ứng các chỉ số cốt lõi.Ưu tiên các nhà cung cấp có các trường hợp phong phú và danh tiếng tốt trong các lĩnh vực ứng dụng mục tiêu (như thử nghiệm dẫn đường quán tính).

3.& &Ứng dụng chọn lựa theo hướng kịch bản

Các ứng dụng thử nghiệm khác nhau tập trung vào ba tính năng cốt lõi khác nhau.

Thích chuẩn và thử nghiệm các thiết bị quán tính: Đây là ứng dụng cổ điển nhất của bàn xoay hai trục.Độ chính xác (đặc biệt là độ ổn định tốc độ và hiệu suất tốc độ thấp) là điều quan trọng nhất, vì các thông số chính như ngưỡng của con quay, độ tuyến tính của hệ số quy mô là cực kỳ nhạy cảm với độ chính xác của điểm chuẩn đầu vào.Đồng thời cần độ chính xác vị trí tốt để thử nghiệm định vị đa điểm.

Mô phỏng và thử nghiệm hệ thống dẫn đường quán tính: tập trung vào phản ứng động và phạm vi chuyển động. Bàn quay cần có khả năng mô phỏng các chuyển động góc khác nhau của máy bay hoặc tàu sân bay (chuốc độ cao, cơ động), do đó yêu cầu tốc độ góc tối đa và gia tốc góc cao hơn.Đồng thời, khả năng kết hợp vị trí đa trục cũng được sử dụng để mô phỏng những thay đổi tư thế phức tạp.

Thử nghiệm thiết bị theo dõi quang điện: phản ứng động và độ ổn định tốc độ thấp. Bàn quay được yêu cầu để mô phỏng chuyển động quét trục nhìn mịn (yêu cầu độ mịn cao) và bắt và theo dõi mục tiêu nhanh (yêu cầu phản ứng động cao).

Thử nghiệm với thử nghiệm môi trường: Nếu yêu cầu hiệu chuẩn và thử nghiệm được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ khác nhau, bạn phải chọn mô hình bàn xoay có thể tích hợp tốt với hộp nhiệt độ hoặc trực tiếp chọn bàn xoay hai trục với hộp nhiệt độ để đảm bảo độ tin cậy của chuẩn thử nghiệm vẫn có thể được đảm bảo trong điều kiện thay đổi nhiệt độ.

4. & & Tích hợp hệ thống và cân nhắc tương lai

Chọn bàn xoay không chỉ là chọn một thiết bị độc lập, mà còn là lập kế hoạch cho một hệ thống phụ thử nghiệm. Cần xem xét sự tiện lợi của việc tích hợp nó với môi trường phòng thí nghiệm hiện có (nền tảng, cách ly rung), hệ thống thu thập dữ liệu, phần mềm điều khiển tổng thể.Đồng thời, khi các nhiệm vụ thử nghiệm ngày càng phức tạp, chúng ta có thể quan tâm đến khả năng mở rộng mô-đun (ví dụ như nâng cấp thành ba trục trong tương lai) và các chức năng thông minh (ví dụ như điều khiển thích ứng dựa trên mô hình, hỗ trợ bảo trì dự đoán).

Lựa chọn bàn quay thử nghiệm hai trục theo tiêu chuẩn kỹ thuật (như GJB 5878-2006 hai trục thử nghiệm bàn quay thông số kỹ thuật chung, GJB 1801-1993 phương pháp thử nghiệm hiệu suất chính của thiết bị thử nghiệm kỹ thuật quán tính) với độ chính xác, ổn định, với kỹ thuật hệ thống đáp ứng động.   Chỉ có nhu cầu ứng dụng rõ ràng, thông qua quy trình khoa học, chuyển thành các chỉ số kỹ thuật cụ thể và kết hợp chính xác với các sản phẩm đáng tin cậy, cuối cùng mới có thể đầu tư vào một thiết bị thử nghiệm có thể phục vụ các nhiệm vụ nghiên cứu và sản xuất khoa học lâu dài, ổn định và chính xác.