在航天领域,转动惯量是对各类航天产品考核的关键要素之一,其直接影响着产品的飞行姿态、稳定性等诸多性能。因此,转动惯量必须被精确检测,以检验其是否满足设计指标。本文结合课题研究和实际项目需要,研制了这套转动惯量测量系统,用于测量某型号导弹各舱段的转动惯量。本文选择扭摆法作为系统基本测量原理。其基本原理:通过光电传感器提取扭摆周期信号,并由高精度数据采集卡将该信号采集到计算机,由软件计算出扭摆周期,从而计算出转动惯量值。本文完成了系统总体结构的设计,构建出转动惯量测量和标定流程,并建立了被测产品质心坐标系下三轴的转动惯量的数学模型。系统硬件部分包括机械结构设计和测控系统设计。机械结构部分阐述了机械工装的设计、气浮转台的工作原理和优点、扭杆的设计以及微动结构的选择。测控系统部分研究了利用数据采集卡实现转台控制和周期测量的方法,利用采集卡的I/O功能实现转台的有效控制,利用计数器功能实现扭摆周期的测量,本文为了提高周期测量精度,采用了计数器级联方式对周期计数。结合转动惯量的测量过程,编制了转动惯量测量软件,自动实现转台控制、周期测量以及转动惯量的计算功能。本文对软件中关键技术的设计思路进行了详细的阐述。最后本文对影响转动惯量测量误差的因素进行了分析和合成,并通过周期重复性实验、与美国Space Electronics的质量特性测量设备进行的比对实验,表明系统重复性高,测量精度优于1%,满足了系统设计要求。