izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2022-2-44-50izmertech-1542Research ArticleМЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯMECHANICAL MEASUREMENTSВерификация метода оценки систематических погрешностей стенда для калибровки шестикомпонентных тензометрических весовVerifcation of the method for assessing systematic errors of the balance calibration machineВолобуевВ. С.VolobuevV. S.

Валерий Семёнович Волобуев

Жуковский, Московская обл.

Valery S. Volobuev

Zhukovsky, Moscow region

vs170439@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4186-588XГорбушинА. Р.GorbushinA. R.

 Антон Роальдович Горбушин

Жуковский, Московская обл.;

Долгопрудный, Московская обл.

 Anton R. Gorbushin

Zhukovsky, Moscow region;

Dolgoprudny, Moscow region

gorbushin@tsagi.ruЗавьяловВ. А.ZavyalovV. A.

Владимир Алексеевич Завьялов

Жуковский, Московская обл.

Vladimir A. Zavyalov

Zhukovsky, Moscow region

vladimir.zavyalov@tsagi.ruЦентральный аэрогидродинамический институт им. Н. Е. ЖуковскогоРоссияCentral Aerohydrodynamic Institute (TsAGI)Russian FederationЦентральный аэрогидродинамический институт им. Н. Е. Жуковского; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)РоссияCentral Aerohydrodynamic Institute (TsAGI); Moscow Institute of Physics and Technology (MIPT)Russian Federation202221042023024450Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1542

Исследованы систематические погрешности калибровочного стенда 6ГС-40М. Стенд разработан в Центральном аэрогидродинамическом институте и предназначен для калибровки шестикомпонентных внутри и внемодельных тензометрических весов с максимальной нормальной силой 40 кН. С учётом требований к погрешности определения аэродинамических характеристик моделей летательных аппаратов при испытаниях в аэродинамических трубах установлено, что погрешность калибровочных стендов, отнесённая к половине диапазона каждой из шести компонент весов на стенде, не должна превышать 0,05 %. Разработан метод экспериментальной оценки систематических погрешностей калибровочного стенда и определены систематические погрешности стенда 6ГС-40М. С использованием полученных значений погрешностей верифицированы выведенные ранее аналитические выражения для систематических погрешностей. Оценены поправки к задаваемым стендом 6ГС-40М нагрузкам внутри- и внемодельных тензометрических весов, для различных компонент весов поправки составили 0,09–0,90 %. Разработанный метод экспериментального определения систематических погрешностей может быть использован и для других калибровочных стендов.

The systematic errors of the 6GS-40M calibration machine of the Central Aerohydrodynamic Institute are investigated. The machine is designed for calibration of external and internal six-component strain-gauge balances with a maximum normal force of 40 kN. Proceeding from requirements to the aerodynamic characteristic errors of aircraft models during their tests in wind tunnels, the requirements to the calibration errors of strain-gauge balances were obtained: the calibration error related to half of range of the calibration machine components must not exceed 0.05 %. A method is developed for experimental evaluation of systematic errors of calibration machine. Experimental studies were carried out with the help of the developed method to determine the systematic errors of the 6GS-40M calibration machine. Previously obtained analytical expressions for the systematic errors were verifi ed by the results of the experiment. We estimated the corrections to the loads set by the 6GS-40M calibration machine to external and internal six-component strain-gauge balances. The range of corrections was from 0.09 to 0.90 % for the diff erent components of the balances. The developed method of experimental determination of systematic errors may be used for other calibration machines.

тензометрические весыкалибровочный стендсистематическая погрешностьверификацияstrain-gauge balancecalibration machinesystematic errorverificationReferencesFrank L., Experience relative to the interaction between balance engineer and the project engineer with regard to measurement uncertainty, Proceedings of a First International Symposium on Strain Gauge Balances First International Symposium on Strain Gauge Balances, USA, October 22–25, 1996, рр. 243–277. URL: https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19990072764/ downloads/19990072764.pdf (дата обращения: 07.02.2022).Frank L., Experience relative to the interaction between balance engineer and the project engineer with regard to measurement uncertainty, Proceedings of a First International Symposium on Strain Gauge Balances First International Symposium on Strain Gauge Balances, USA, October 22–25, 1996, рр. 243–277. URL: https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19990072764/ downloads/19990072764.pdf (дата обращения: 07.02.2022).Бухаров К. Д., Горбушин А. Р., Карташев Ю. В., Петроневич В. В., Судакова И. А., Чернышев С. Л. Апробация весового непрерывного эксперимента в трансзвуковой аэродинамической трубе Т-128 на дозвуковых режимах // Учёные записки ЦАГИ. 2017. Т. XLVIII. № 7. С. 27–45.Бухаров К. Д., Горбушин А. Р., Карташев Ю. В., Петроневич В. В., Судакова И. А., Чернышев С. Л. Апробация весового непрерывного эксперимента в трансзвуковой аэродинамической трубе Т-128 на дозвуковых режимах // Учёные записки ЦАГИ. 2017. Т. XLVIII. № 7. С. 27–45.Гусев В. П., Тихомиров В. И. Основные систематические погрешности калибровочного стенда МСЭ-000 // Труды ЦАГИ. 1983. Вып. 2207. С. 107–114.Гусев В. П., Тихомиров В. И. Основные систематические погрешности калибровочного стенда МСЭ-000 // Труды ЦАГИ. 1983. Вып. 2207. С. 107–114.First International Symposium on Strain Gauge Balances, USA, October 22–25, 1996. URL: https://ntrs.nasa.gov/api/cita tions/19990072764/downloads/19990072764.pdf (дата обращения: 07.02.2022).First International Symposium on Strain Gauge Balances, USA, October 22–25, 1996. URL: https://ntrs.nasa.gov/api/cita tions/19990072764/downloads/19990072764.pdf (дата обращения: 07.02.2022).Ewald B. F. R., Measurement Science and Technology, 2000, vol. 11, no. 6, pp. 81–94. https://doi.org/10.1088/0957-0233/11/6/201Ewald B. F. R., Measurement Science and Technology, 2000, vol. 11, no. 6, pp. 81–94. https://doi.org/10.1088/0957-0233/11/6/201Hufnagel K., Quade M., Proceedings 45th AIAA Aerospace Sci. Meeting and Exhibit., 08–11 January 2007, Reno, Nevada, AIAA, 2007. https://doi.org/10.2514/6.2007-148Hufnagel K., Quade M., Proceedings 45th AIAA Aerospace Sci. Meeting and Exhibit., 08–11 January 2007, Reno, Nevada, AIAA, 2007. https://doi.org/10.2514/6.2007-148Zhu Ben-hua, Liang Lei, Crucial technology analysis on restoration measurement of automatic balance calibration system, Ordnance industry automation, 2009, vol. 28 (12), pp. 79–88.Zhu Ben-hua, Liang Lei, Crucial technology analysis on restoration measurement of automatic balance calibration system, Ordnance industry automation, 2009, vol. 28 (12), pp. 79–88.Xiong Lin, Wang Jinyin, Liu Jiahua, Wen Shuai, Liu Chunfeng, Jiang Ping, J. Experiments in Fluid Mechanics, 2015, vol. 29 (6), pp. 84–88. https://doi.org/10.11729/syltlx20140144Xiong Lin, Wang Jinyin, Liu Jiahua, Wen Shuai, Liu Chunfeng, Jiang Ping, J. Experiments in Fluid Mechanics, 2015, vol. 29 (6), pp. 84–88. https://doi.org/10.11729/syltlx20140144Landman D., Toro K. G., Commo S. A., Lynn K. C., Journal of Aircraft, 2015, vol. 52, no. 3. https://doi.org/10.2514/1.C032930Landman D., Toro K. G., Commo S. A., Lynn K. C., Journal of Aircraft, 2015, vol. 52, no. 3. https://doi.org/10.2514/1.C032930Волобуев В. С., Горбушин А. Р., Судакова И. А., Тихомиров В. И. Два способа калибровки тензометрических весов на калибровочных стендах ЦАГИ // Учёные записки ЦАГИ. 2017. Т. XLVIII. № 2. С. 62–70.Волобуев В. С., Горбушин А. Р., Судакова И. А., Тихомиров В. И. Два способа калибровки тензометрических весов на калибровочных стендах ЦАГИ // Учёные записки ЦАГИ. 2017. Т. XLVIII. № 2. С. 62–70.Большакова А. А., Волобуев В. С., Горбушин А. Р., Петроневич В. В. Исследование систематических погрешностей калибровочного стенда 6ГС-40М // Измерительная техника. 2017. № 8. С. 10–14.Большакова А. А., Волобуев В. С., Горбушин А. Р., Петроневич В. В. Исследование систематических погрешностей калибровочного стенда 6ГС-40М // Измерительная техника. 2017. № 8. С. 10–14.Toro K., Burns D., Parker P. A., Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference, June 25–29, 2018, Atlanta, Georgia, AIAA, 2018, 4108. https://doi.org/10.2514/6.2018-4108Toro K., Burns D., Parker P. A., Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference, June 25–29, 2018, Atlanta, Georgia, AIAA, 2018, 4108. https://doi.org/10.2514/6.2018-4108Danilov M. N., Bardaev P. P., AIP Conference Proceedings, 2019, vol. 2125, 030091. https://doi.org/10.1063/1.5117473Danilov M. N., Bardaev P. P., AIP Conference Proceedings, 2019, vol. 2125, 030091. https://doi.org/10.1063/1.5117473Simpson J., Landman D., Giroux R., Zeisset M., Hall B., Rhew R., U.S. Air Force T&E Days, 06–08 December 2005, Nashville, Tennessee, AIAA, 2005, 7601. https://doi.org/10.2514/6.2005-7601Simpson J., Landman D., Giroux R., Zeisset M., Hall B., Rhew R., U.S. Air Force T&E Days, 06–08 December 2005, Nashville, Tennessee, AIAA, 2005, 7601. https://doi.org/10.2514/6.2005-7601Буров В. В., Волобуев В. С., Глазков С. А., Горбушин А. Р., Чумаченко Е. К. Измерительно-вычислительный комплекс трансзвуковой аэродинамической трубы Т-128 // Датчики и системы. 2010. № 5 (132). С. 20–24.Буров В. В., Волобуев В. С., Глазков С. А., Горбушин А. Р., Чумаченко Е. К. Измерительно-вычислительный комплекс трансзвуковой аэродинамической трубы Т-128 // Датчики и системы. 2010. № 5 (132). С. 20–24.Glazkov S. A., Gorbushin A. R., Ivanov A. I., Semenov A. V., Progress in Aerospace Sciences, 2001, vol. 37, no. 3, pp. 263–298. https://doi.org/10.1016/S0376-0421(01)00007-0Glazkov S. A., Gorbushin A. R., Ivanov A. I., Semenov A. V., Progress in Aerospace Sciences, 2001, vol. 37, no. 3, pp. 263–298. https://doi.org/10.1016/S0376-0421(01)00007-0Quest J., Schimanski D., Proceedings 41th AIAA: Aerospace Sci. Meeting and Exhibit., 06–09 January 2003, Reno, Nevada, AIAA, 2003, 755. https://doi.org/10.2514/6.2003-755Quest J., Schimanski D., Proceedings 41th AIAA: Aerospace Sci. Meeting and Exhibit., 06–09 January 2003, Reno, Nevada, AIAA, 2003, 755. https://doi.org/10.2514/6.2003-755Горбушин А. Р., Колесников А. И. Трёхкомпонентная математическая модель одноосевого акселерометра для измерения углов тангажа и крена // Измерительная техника. 2019. № 2. С. 23–28. https://doi.org/10.32446/0368-1052it.2019-2-23-28Горбушин А. Р., Колесников А. И. Трёхкомпонентная математическая модель одноосевого акселерометра для измерения углов тангажа и крена // Измерительная техника. 2019. № 2. С. 23–28. https://doi.org/10.32446/0368-1052it.2019-2-23-28Toro K. G., Parker P. A., AIAA Aviation 2019 Forum, 17–21 June 2019, Dallas, Texas, AIAA, 2019, 2807. https://doi.org/10.2514/6.2019-2807Toro K. G., Parker P. A., AIAA Aviation 2019 Forum, 17–21 June 2019, Dallas, Texas, AIAA, 2019, 2807. https://doi.org/10.2514/6.2019-2807

The authors declare that there are no conflicts of interest present.