移動測試系統(tǒng)（Traversing system）是一種能夠在三維空間中實現(xiàn)高精度定位功能的設(shè)備，如圖1所示，在風洞測試段內(nèi)移動測試系統(tǒng)通常以天平轉(zhuǎn)盤中心為系統(tǒng)原點，可實現(xiàn)X,Y,Z三個方向的移動和定位，其可定位的三維空間范圍主要集中在轉(zhuǎn)盤上部空間。該系統(tǒng)底部留有安裝接口，主要用于為多種流體測試儀器（如：熱線探針、壓力探頭、麥克風等）提供精準定位，如此便可測得汽車周圍或風洞中指定位置的流場信息。
圖1. 風洞移動測試系統(tǒng)
一. 移動測試系統(tǒng)簡介
圖2為中汽中心氣動-聲學風洞移動測試系統(tǒng)，主要包括：①Y-rail ②X-beam ③ X-carriage ④ Z-carriage ⑤ Z-arm ⑥ rotational unit ⑦驅(qū)動電機 ⑧控制系統(tǒng)。
圖2. 中汽中心氣動-聲學風洞移動測試系統(tǒng)
圖3. 移動測試系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)示意圖
1. Y-rail：兩條Y軌分別與駐室頂部的兩根混凝土主梁相連接，整個系統(tǒng)近30噸重量都是通過Y-rail傳遞到混凝土梁上。其方向與氣流方向（X向）垂直，可看做是整個移動測試系統(tǒng)的Y軸，Y向可移動范圍為-7m~7m。Y-rail的安裝精度對于整個系統(tǒng)所能達到的測量精度十分關(guān)鍵，為此Y-rail采用多段軌道的設(shè)計方案，每段軌道又由多個可實現(xiàn)X/Y/Z三個方向微調(diào)的構(gòu)件組成，如此在安裝的過程中需要根據(jù)平整度測量結(jié)果不斷調(diào)整每個構(gòu)件的位置，進而實現(xiàn)在如此大的跨度范圍內(nèi)仍能保證mm級的平整度。
2. X-beam：X-beam是移動測試系統(tǒng)中尺寸最大、重量最重的一根鋼梁，在滿足剛性要求的前提下需要使其重量最小化以提高系統(tǒng)固有頻率，其方向與氣流的方向平行，可看做是整個移動測試系統(tǒng)的X軸。X-beam懸掛在Y-rail上，驅(qū)動電機安裝在X-beam上，如此在驅(qū)動電機的作用下X-beam可以實現(xiàn)在Y-rail上的移動，即Y向的移動，移動范圍為-7m~7m。
3. X-carriage：X-carriage是依附在X-beam上的活動部件，上面裝有驅(qū)動電機，在電機的驅(qū)動作用下x-carriage可以實現(xiàn)在X-beam的移動，即X向移動，移動范圍：-5m~15m(以轉(zhuǎn)盤中心為0點)。
4. Z-carriage：Z-carriage依附在X-carriage上，上面裝有驅(qū)動電機，在驅(qū)動電機作用下Z-carriage可以在X-carriage上實現(xiàn)垂向移動，即z向移動，移動范圍為5m。
5. Z-arm：Z-arm連接在Z-carriage，可隨Z-carriage一起移動。測試時Z-arm是需要進入到流場的部件，為了盡可能的減少其對流場的擾動，Z-arm特意設(shè)計成流線型，如此氣流流過Z-arm表面時可最大程度的保持層流狀態(tài)，減少因流動分離而產(chǎn)生的擾動和噪聲。此外Z-arm的材質(zhì)為碳纖維，可以在保證足夠剛性的前提下減輕重量，進而保證系統(tǒng)的固有頻率能維持在一個較高的水平。Z-arm的底部預留有安裝接口，流體測試儀器可以直接安裝在Z-arm底部。
6. rotational unit：rotational unit可看做是對移動測試系統(tǒng)自由度的一個擴展，如圖3所示，它可以實現(xiàn)俯仰角（+/-30°）、偏航角（+/-90°）、滾轉(zhuǎn)角（+/-90°）的調(diào)整。使用時rotational unit安裝在z-arm底部，各種探針可安裝rotational unit上，對汽車周圍流場如車輪附近、汽車底部等不易到達的位置進行測量時，rotational unit的便捷性便會體現(xiàn)出來。
圖4. rotational unit
總體上講，要實現(xiàn)高精度定位整個移動測試系統(tǒng)需要具有足夠的剛性，尤其是在起風有氣流擾動的情況下，仍能保證沒有大的偏移量，同時也要盡可能地提高系統(tǒng)的固有頻率（提高剛性，減少系統(tǒng)重量），避免發(fā)生共振。一般氣流的頻率在10Hz以內(nèi)，本系統(tǒng)的固有頻率在12Hz以上。
以下是中汽中心氣動聲學風洞移動測試系統(tǒng)的主要技術(shù)指標：
二、移動測試系統(tǒng)在風洞中的應(yīng)用
下面簡單列舉一下移動測試系統(tǒng)與各種測試儀器配合使用去獲得風洞流場信息的幾個應(yīng)用案例。
1. 如圖5所示【1】，在移動測試系統(tǒng)上安裝這種總壓探針，可以測量流場某一截面上的壓力分布情況。
圖5. 測量流場某一截面上的壓力信息
2. 如圖6所示【1】，將熱線風速儀探針安裝到移動測試系統(tǒng)上，可以進行一些瞬態(tài)流場信息的測量。
圖6. 流場湍流度信息測量
3. 如圖7所示【1】，移動測試系統(tǒng)配合多孔探針使用可進行氣流偏角的測量。
圖7. 流場中氣流偏角的測量
4. 如圖8所示【2】，對于輪胎附近氣流比較紊亂的地方，可以選用能測量較大氣流偏角的多孔探針進行壓力測量。
圖8. 輪胎周圍流場測量
5. 如圖9所示【3】，在移動測試系統(tǒng)底部也可以安裝這種同時集成了多個探針的耙子，可同時測量多個點的壓力，大大提高了測試效率。
圖9. Probe Rake.
參考文獻：
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