題:
如何測量實驗離子機的推力
Vegeta sama
2019-01-31 03:30:53 UTC
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我有一個關於不同推進劑如何影響離子發動機推力的科學項目，所以我有兩個問題：1如何測量diy離子發動機的推力（歡迎購買任何解決方案的技術或工具）

2我有辦法測試空氣中除N2以外的其他推進劑（從何處獲取氣體並進行測試的裝置）

還有其他建議非常感謝我的研究價值

測試離子引擎的外觀類似於 https://makezine.com/projects/ionic-thruster/

enter image description here

嗨，我已經添加了指向您在[您的評論]（https://space.stackexchange.com/questions/33939/little-help-on-ion-engine-experiment#comment105707_33940）中提到的圖像的鏈接。您在原始問題中輸入的信息越多，答案可能越好。 *歡迎來到太空！*
在它前面放一個風車。
你好，歡迎！我已經自由編輯標題（待批准）以使其更加具體。我希望我保留了你的意圖。同樣，關於測試其他推進劑的第二個問題最好作為單獨的問題提出。與非常免費的網絡論壇不同，stackexchange網站鼓勵我們每個問題僅回答一個好問題。
四 答案:
Dragongeek
2019-01-31 03:42:56 UTC
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我很了解您的第一個問題：要測量任何發動機的推力，您將必須製造一個推力測試夾具。在RC業餘愛好中尋找如何製造其中之一的人，他們會進行許多螺旋槳和發動機測試。

典型的螺旋槳推力測試夾具如下所示：

Oscar Liang推力測試台

當道具推動空氣時，槓桿臂會按比例尺向下按壓，您可以在其中讀取力。

如果您產生的推力太低而無法在這樣的鑽機上進行測量，則可以將推進器懸掛在擺上並測量撓度以計算力。如果不適合您，則可以找到無摩擦的滑塊（磁性或氣墊），並測量推進器的加速度以確定力。許多學校和大學的物理係都有這樣的幻燈片。

非常感謝您的回答，但是我錯過了一個關鍵的細節。 DIY離子引擎是固定的，看起來像這樣https://goo.gl/images/txaLRF
將整個鑽機用細金屬絲懸掛在真空室中，然後希望有足夠的撓度來測量似乎是您的最佳機會。無論如何，它都必須在真空室內才能工作，並且離子發動機推力很低，因此您將無法直接對其進行測量
@SteveLinton使用環境大氣（即空氣！）作為反應物料，因此真空室是不可啟動的。看看問題中新添加的鏈接
@uhoh。好吧，非常不同種類的離子引擎。沒意識到
@SteveLinton外觀：[對DIY離子推進器進行故障排除]（https://space.stackexchange.com/q/25811/12102）除非指甲非常鋒利，否則根本不會有推力。
MyTwoCents
2019-02-06 20:02:30 UTC
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因為您正在為一個科學項目做這件事，所以我建議您閱讀本文，該文件總結了電動推進裝置推力測量中採用的標準技術。

[ http： //www.iepc2013.org/get?id=441][1]

您計劃中的引擎產生的推力（從圖像中得出）將是脈動的，並且推力很低，而且推力很重（發動機的）比率很小，無法將發動機直接安裝在某些秤上。如果選擇直接推力測量，則需要某種推力平衡。或者，擋板和校準機構也應該起作用。這全都取決於您希望測量的精度。

如果要試驗不同的推進劑，則必須將所有東西放在一個外殼中，最好是真空罐中，以精確區分產生的推力因為有推進劑（相對於空氣/ N2）。大多數化學實驗室都可以使用這些氣體，我建議您嘗試使用惰性氣體，例如氬氣，它們是EP行業的選擇。

非常感謝您的建議，但對於使用其他氣體進行的實驗，我還有另一個問題。除了獲取氣體之外，我不知道可以使用哪種測量工具來測量真空罐中的推力。
如前所述，請嘗試閱讀該論文，其中列出了用於測量推力的方法。如果僅考慮使用哪種傳感器，則必須使用S型負載傳感器或LVDT或擋板，但它們只會產生毫無意義的電壓信號，因此您需要通過某種已知的方法將電壓校準為推力群眾。仔細閱讀本文，如果您有任何疑問，我會在身邊。
謝謝，但是在這種情況下，更大的問題是如何在水箱內進行測量。因為首先需要將引擎連接到電源，而且我無法想像我們如何將電源連接到電源，同時將引擎放在油箱中。
有一種叫做真空饋通的東西，您可以直接購買或自己製作，如果您想叮噹響它，您可以在電纜上打一個孔，然後從兩側將矽倒在孔上，將內部的真空密封起來！！以類似的方式穿過傳感器電纜，請確保在電源電纜之間保持一定距離（穿過另一個孔），以免對電源電纜造成電子乾擾。嘗試獲得屏蔽電纜。別再問任何其他問題，我在這里為您提供幫助。
抱歉，打擾您了，但我真的需要您的幫助。因此，在與我的老師討論項目所需的東西時。他認為我們不能這樣做，因為高壓電源首先是致命的（這對我來說很重要），真空室的外殼很小，不能容納發動機，並且輸送電的管道會融化在高壓下，這裡有2張真空室的圖片，如果有辦法解決這些問題，我將不勝感激https://drive.google.com/file/d/1e0ow8Nl1H70DWbsgcNDvQc3PQheBbq8t/view?usp=drivesdk
還有https://drive.google.com/file/d/1bZ3ZBjkogQ2DmRCAsRI7E6vDBRbmqHmW/view?usp=drivesdk
無法訪問照片，您可以將照片上傳到imgur.com上，還是至少將驅動器中的文件公開？
非常抱歉，您可以訪問http://imgur.com/gallery/Ow3XYQm
因此，設計真空室外殼（我的理解是≈厚度）來保持真空抵抗外界的大氣壓。如果沒有任何效果，它應該在內部起作用。但是我懷疑尺寸是否足夠，您需要更大的真空罐，您仍然可以使用該泵。您可以使用透明的厚丙烯酸板輕鬆製作一個，YouTube上有很多視頻。
關於電連接，是的，它們是致命的，因此請務必使用屏蔽電纜，並且不要觸摸裸露的任何東西。每條電纜都有自己的額定電流，您可以在線檢查它，如果不夠，您可以簡單地使用不同的規格。典型的微波變壓器輸出範圍為1200〜2000VAC，小於1 Amp。因此，只要您可以承載1200瓦（2000V，1Amp）的電流，它的設置就應該是非常安全的。那應該解決那個問題。在不知道確切細節的情況下，我無法確定要使用的確切線規。
非常感謝你的幫助。但是我只想讓您知道，如果您仔細觀察外殼的內部，您會看到兩條小金屬管，我的老師告訴我它們傳遞流體和電流，但是在他告訴我它們可以在高壓下融化之後（我想知道這是否完全正確）我想知道（因為除非使用另一個真空室，否則它們不能被替換）是否可以通過某種方式保護它們免受熔化，如果您能提供的話，我將非常感謝我獲得了適合在線體驗的小工具的鏈接，非常抱歉。
h22
2019-02-07 21:43:03 UTC
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分析秤的精確度約為0.1毫克，大約在發動機自身重量接近100克時即可測量。將排氣筆直地向上引導，並在打開和關閉電源的情況下將其重量對準-推力是不同的。使用數字秤，您可以遠離高壓進行遠程測量。不知道，也許有些可以在真空中工作。

https://www.mt.com/ch/zh/home/products/Laboratory_Weighing_Solutions/Analytical.html

秤的範圍遠沒有真正的問題。向推進器提供動力以及從“標尺”獲取數據都會存在問題。推進器將需要某種安裝方式（例如雜誌文章中的木製框架），這會增加重量。同樣，這些設備的採樣頻率也會影響分辨率和測量精度。
SF.
2019-02-07 22:38:38 UTC
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由於推力很小，您最好的選擇可能是扭力。一根水平桿，中間懸掛在一根電線上，發動機架在一端，另一端在配重上，因此水平桿保持水平。一塊安裝在重物上的小鏡子和一束激光束（僅是激光指示器）照在其上，並反射到距離鑽機很遠的秤上。當鑽機隨著發動機的推力轉動（絞合鋼絲）時，激光的反射點會越過標尺移動，指示偏轉角。

校准設置非常棘手，因為您需要施加與發動機相當的已知力，並測量撓度。一個選擇可能是一根重量較小（<1克）的線，使用滾子將垂直拉力轉換為水平拉力。當然，沒有氣流...甚至您的呼吸也足以完全改變測量值。



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