图2。1 质量、质心测试原理图

     1—V型架；2—被测弹

如图2。1所示，由m、m1和m2这三个质量的力的平衡可得被测弹质量的计算公式为：

                             (2。1)

其中：m——被测弹质量，kg；

  m1、m2——分别为R1和R2上的称重值，kg；

  由m、m1和m2这三个质量对R1的力矩为零可得质心位置计算公式为：

                          (2。2)

其中：——质心到弹底的距离，mm；

H——R1到挡板的距离，mm；

L——R1和R2的距离，mm；

S——挡板到参考面的距离，mm；

D——R1受力点到参考面的距离，mm；

而在实际的测量中，H的具体值并不能很容易的得到，需要通过间接方法求得。由图2。1可知H可以这样得到：H=D-S。S的值可以由光栅尺(位移传感器)得到，但是由于称重传感器具有一定厚度，因此D的值并不是参考面到R1传感器的距离。而是R1传感器与传感器支点接触的点(受力点)到参考面的距离。因为D的大小是固定值，故可用一个标准样柱校准。方法如下：先取一个已知质量和质心位置的标准样柱，将其放置在V型架上。在和m已知情况下由公式2。2计算出R1到挡板的距离H，又可以通过光栅尺得到挡板移动的距离S，则可以得到R1受力点到参考面的距离D=S+H。然而事实上，前面的计算是将挡板看成一个平面而忽略其厚度的情况下计算的到的，因此在实际的测量中应该考虑进来。设挡板的厚度为h，那么R1受力点到参考面的真实距离为：

D=H+S+h 文献综述

2。3  测试台的机械结构方案设计

根据弹箭参数的测试方法，首先确定测试系统机械结构的基本构架以及总体布局。

测试过程中，弹箭放置在V型架上，承弹架要承受被测弹自身重量以及在放置过程中产生的冲击作用，为了避免在工作过程中发生变形或破坏，所选材料要有足够的强度和刚度。由于测试对象长度和口径的不同，承弹架必须适用于多种长度以及多种口径的弹箭。

为了测量结果的精度和传感器的使用寿命，测量系统需要设计升降装置来控制承弹架的升降，并要求升降过程中装置保持平稳安全。升降装置主要实现以下功能：

(1)在工作阶段，升降装置通过下降将承弹架放置在传感器上，保证下降以后承弹架和升降台脱离，承弹架与被测弹的重量全部由两个称重传感器支承，这样可以提高测试精度；

(2)在放置弹箭之前，应该让承弹架上升一定距离保证和称重传感器脱离，防止称重传感器受到加载被测弹时的冲击而遭受损坏；

(3)在测试系统不工作时，仍然要让承弹架上升一定距离使之与称重传感器脱离，以免下面的称重传感器长期受到承弹架给的压力而影响使用性能[4]。

2。4  测试台的测控电路设计

根据测试系统的要求，还要设计测试台的测控电路部分。该部分主要实现的功能是采集称重传感器测得的数据，并将这些数据输送给PC机进行数据处理。

首先要做的是传感器的选型，合适的选择对测试系统是相当重要的。经传感器传达出来的信号是比较微弱的，必须要经过放大电路将其放大后才能由后面的电路进行分析处理[5]。而放大后的信号依旧是模拟信号，计算机并不能识别模拟信号，这就需要采用数据采集卡将信号输送给上位机(PC机)[6]。数据采集卡与PC机的连接，还要考虑连接的方式，即选取什么接口的采集卡[7]。最后，以上所选择的标准器件，均需要电源提供电压才能正常工作。综合这些器件的工作电压范围来考虑，选择一个合适的供电电压。这样就完成了测试系统的硬件电路部分。