一、引言

航天器上的太阳翼、天线、遮阳板等常采用可展开机构，在地面测试中需精确测量其展开过程中的摩擦力矩、驱动力矩等微小力矩（μN·m级）。通过力学计量手段实现微力矩的高灵敏度测量，是验证机构可靠性、防止在轨卡滞的关键。

二、微力矩测量的基本原理

利用杠杆放大、扭丝悬挂或电磁补偿原理，将微小力矩转换为可测位移或电流。常用方法包括：

扭秤法：通过石英丝扭转角反推力矩；

电磁力平衡法：用反馈电流抵消待测力矩；

激光干涉位移检测：高精度测量微小角位移。

三、核心技术与系统组成

超高灵敏度力矩传感器
分辨率达0.1 μN·m，稳定性好。

低扰动支撑与加载系统
气浮轴承、柔性铰链减少外部干扰。

真空与低温模拟环境舱
复现空间热真空条件。

动态力矩采集与分析平台
记录展开全过程力矩曲线，识别卡滞点。

四、典型应用场景

太阳翼铰链摩擦力矩测试
验证润滑剂在空间环境下的长期有效性。

柔性展开机构动力学验证
测量非刚性结构的惯性与阻尼特性。

冗余驱动机构力矩匹配性检测
确保双电机同步性，防止相互干涉。

地面展开试验与在轨表现比对
建立地面测试与在轨性能的关联模型。

五、挑战与未来发展趋势

挑战：

微力矩易受振动、静电、磁干扰影响；

空间环境难以完全模拟；

长周期测试中传感器漂移。

未来方向：

发展基于MEMS的微型集成力矩传感单元；

推进数字孪生驱动的展开过程仿真与验证；

建立航天微力矩计量标准装置；

实现原位自校准与智能诊断功能。