赵荣娟, 黄 军, 刘施然, 吕治国, 李国志

(中国空气动力研究与发展中心 超高速空气动力研究所, 四川 绵阳 621000)

0 引 言

压电天平是利用压电材料的正压电效应来进行测量的天平，主要用于脉冲风洞中的气动力测量试验[1-2]。常用的压电天平有3种：一种以美国康奈尔航空试验室(GAL)早期研制的压电天平为代表，直接采用无弹性压电元件组合测量气动特性[3]；一种是中国空气动力研究与发展中心(CARDC)研制的具有弹性元件的梁式微应变压电天平；一种是直接采用压电型力传感器进行气动特性测量的压电天平[4]。

梁式微应变压电天平采用粘贴在天平力敏梁上的压电陶瓷片来感受力敏梁的变形，从而达到在风洞中测量模型所受气动力的目的。由于压电陶瓷材料具有很高的频响和较大的压电常数，天平的刚度可以做得较高，从而提高了天平的频响范围，可用于激波风洞等脉冲风洞的测力试验。

但在激波风洞的有效试验时间内(一般为毫秒量级，在几毫秒至几十毫秒之间)，模型、天平和支撑系统在风洞启动时受到的冲击振动得不到完全阻尼，天平输出的是多种频率的振动信号和有效试验信号的叠加信号，必须采用惯性补偿方法去除振动信号，以得到有效的试验信号。能否有效地去除振动信号，是制约风洞试验数据质量的一个重要因素。在惯性补偿设计中，一般采用加速度计进行惯性补偿：通过合理设计加速度计的安装位置，使得加速度计仅感受惯性振动信号；……