正弦波型高频动态压力光学校准系统及其应用

动态压力是气动部件表面的关键气动参数。光学压力敏感涂料（PSP）测量技术在测量气动部件表面动态压力方面具有全域测量、不影响流场自身的优势，而光学压力敏感涂料的动态响应特性则是进行动态压力测量的决定性因素。基于声学驻波管原理，自主设计并组建了正弦波型高频动态压力光学校准系统，主要包含有驻波管型校准舱、声源、激光源、高频压力传感器、光电倍增管以及测控系统。对动态压力光学校准系统及某新型快响压敏涂料的实验结果表明，所组建的动态压力校准系统可产生最短响应时间12.5 μs、最大压力幅值为4.37 kPa的正弦型动态压力，其有效动态频响范围为0.4~20.0 kHz（50 μs~2.5 ms），不确定度小于0.004 9%；校准系统合理的光路布局可进行快响压敏涂料动态特性的校准，所测涂料可用于动态频响不高于9.1 kHz（响应时间为109.9 μs）的非定常流场的压力测量。     

建筑物表面脉动压力测量与分析

建筑物表面的脉动压力分布及其特性，是引起结构物动态响应的重要原因之一。本文以建于台北县的某办公大楼为模拟对象，系统地研究了脉动压力测量中传压管路对测试系统频响特性的影响，通过采用串接毛细管抑制共振峰的方法很好地改善了系统的频响特性，并给出屯其研究结果。     

非线性电感式压差传感器动态校准

非线性电感式压差传感器具有调幅信号输出、输出与压力成非线性、输出受供电波形与负载影响等特殊性。为了对非线性电感式压差传感器的幅频响应和相频响应进行校准,设计了一套专门的动态压力校准方法和系统,并特别对调幅信号解调方法进行了分析和验证比较,对线性法进行了研究。利用该系统成功完成了某两型非线性电感式压差传感器的频率响应测试。     

医用泄漏电流测量网络的校准技术研究

研究了GB 9706.1-2007医用泄漏电流测量网络的校准技术。分析了在DC~1MHz频率范围内校准测量网络的输入阻抗和传输特性的必要性,指出测量网络具有准确的频响特性是实现泄漏电流测量的先决条件;提出了测量网络的校准方法,并分析了测量网络的频响参数标准值。通过分析测试线分布电感对传输特性校准的影响,指出电压表高频共模抑制能力的不足将带来显著的误差。基于DDS、I-V转换和隔离测量等技术,研制了一款多功能的泄漏电流校准仪,能够实现测量网络的输入阻抗和传输电压比的自动扫频校准,满足医用泄漏电流测试仪的校准需要。     

低通滤波器的阶跃响应及其对动态校准的影响

动态测试系统在利用阶跃信号进行动态校准时,系统中的低通滤波器环节所产生的衰减振荡可能会误导测试人员,特别是对于带传压管道的动态压力测试系统。仿真与测试结果表明,各种模拟低通滤波器和IIR数字低通滤波器的阶跃响应都会出现一定的衰减振荡。针对带低通滤波器的系统以及其他系统的阶跃激励校准,通过对简单FFT频响分析方法、矩形单脉冲法、冲激响应法三种方法的比较,发现矩形单脉冲法能更正确地对阶跃校准数据进行频响分析。     

基于寿命法的压力敏感涂料静/动态特性实验

压力敏感涂料测量技术在内外流表面压力测量方面具有独特的技术优势。涂料光谱特性及"传感器"特性的研究对于分析喷涂固化中环境差异等不可控因素的影响程度、检验拟用涂料配方特定试验的适用性具有十分重要的意义。为此,以一种在研的磷光压力敏感涂料为对象,基于自主研发的静态校准系统对发光寿命随压力与温度的变化规律进行了实验研究,通过对测量结果的拟合分析发现所用涂料的温度适用范围在30~60℃之间,且可进行温度敏感度修正;基于自主研发的高频动态压力光学校准系统对涂料在不同压力脉动频率下的涂料发光寿命峰峰值规律进行了实验研究,通过分析研究确定所用涂料基于发光寿命的截止频率上限为0.94 kHz。实验研究进一步验证了涂料特性静动态校准组合方法的可行性与有效性,为压力敏感涂料配方的研发及其应用拓展提供了重要的技术支撑。     

压力敏感涂料特性及其校准技术实验研究

 精细化的校准技术和涂料特性研究是影响压力敏感涂料(PSP)测量技术测量精度及其工程应用的重要因素。为此以PSP地面实验测量系统为主要平台,进行了国产PSP的静态校准和光降解实验,基于自主编制的PSP静态校准图像后处理程序研究了PSP压力、温度灵敏度之外所展现出的重要特性。研究结果表明:一定压力范围内,PSP的Stern-Volmer响应曲线呈现出较为明显的非线性,在校准中应采取高阶Stern-Volmer关系式进行拟合;在均匀压力和温度下,不同样片区域的校准结果呈现出空间不均匀性,这种不均匀性会影响PSP的校准精度;PSP存在光降解效应,其降解曲线在一定时间内近似为线性。同时,本文还简要分析了其产生机理以及对PSP测量精度的影响,初步提出了相应的评估指标及改进措施。     

翼型过失速动态实验测控系统

介绍西北工业大学翼型研究中心用于型过失速动态特性研究的实验装置和测控系统的设计，系统性能和结构、数据采集、数据处理方法和实验结果。也对动态实验中测量、控制与精度等问题展开讨论。     

8400压力测量采集系统的校准

在压力测量的实际应用中,压力校准成为一种新的技术需求。本文介绍了8400压力测量系统的结构组成及特点,对该系统提出一种切实有效的校准方法。通过该校准方法,可保证8400压力测量系统的准确可靠,为工程实际应用提供更好的技术支撑。     

任意波发生器静态特性的评价

介绍了任意波发生器的主要静态特性指标、校准方法及实现过程。通过一组实验．获得了实际校准结果，并对校准中需要注意的问题进行了讨论。所述方法涉及的静态特性内容比较全面。具有足够的测量准确度、分辨力和稳定性。可用于任意波发生器的静态指标评价和计量。     

频率捷变雷达信号源实时动态频率校准方法

分析了频率捷变雷达信号源边跟踪边校准方法存在的缺陷,提出了一种新型实时动态频率校准方法,在信号源边跟踪边校准工作模式上,进一步提高了信号源的频率跟踪精度和稳定工作时间,并大大减小了漏跟概率.     

基于数学建模的压电传感器动态特性补偿方法

近年来,基于压电传感器和Lamb波的结构健康监测技术因其对小损伤敏感以及监测范围广等优点被广泛地研究并应用于飞行器上。由于材料特性以及其它复杂因素的影响,压电传感器采集的信号与原始信号并不能够完全一致,需要后续补偿处理。针对圆形压电传感器,从其工作机理出发,推导了其动态特性的理论公式,建立起传感器数学模型。利用MATLAB建立数学建模仿真得到传感器模型的动态特性曲线,并与实验获得的标定曲线进行了对比,验证了模型的合理性。为了改善压电传感器的动态特性,采用零极点配置法设计了动态补偿滤波器。结果表明,经过补偿的压电传感器的各方面动态指标较未补偿前有了很大的改善,响应速度得到了很大的提高,工作频带从315.9 kHz拓宽到609.1 kHz,说明经过补偿后的压电传感器可以应用到工程实践当中。     

基于梳状谱发生器的毫米波相参脉压模拟器

研制了一种基于梳状谱发生器的全相参脉冲压缩毫米波雷达目标射频回波模拟器。通过与被测雷达共用基准频率参考信号,结合梳状谱发生器及DDS,保证了输出信号和雷达发射信号的相参性和快速频率跳变,实现较好的相位噪声性能和杂散抑制。该系统输出为Ka波段,带宽2GHz,步进100kHz,相位噪声小于一80dBc@1kHz,跳频时间小于2μs。     

压气机进口周期性动态畸变的实验研究

压气机进口畸变问题是航空发动机领域内一个极为重要而复杂的问题。它早已引起了人们的重视,并已进行了大量的理论和实验研究。然而至目前,主要的研究多局限于稳态畸变问题。航空发动机在实际工作中,很多进口流场情况是不可能简化为稳态畸变来研究的。本工作旨在对压气机进口周期性动态畸变作一初步的实验研究。      

气体介质条件下的热电偶动态特性

针对热电偶动态特性的评估问题,实现热电偶测试性能评估与气体介质条件的匹配,开展了气体介质条件下热电偶动态特性研究。通过对传统激波管的结构和功能改造,设计了动态气体温度校准装置,开展了动态温度校准标准信号溯源方法的研究,建立了热电偶动态数学模型,实现了热电偶动态特性的定量描述和试验验证。动态校准试验结果表明:基于传统激波管改造的动态气体温度校准装置可以产生频域覆盖范围宽、阶跃幅值稳定的标准温度信号,基本可以覆盖常规温度传感器的动态校准需求;所采用的动态建模方法可以较为准确地评估热电偶动态模型的阶次和参数。经实验验证,建立的热电偶动态数学模型响应与实际响应信号的相关系数可以达到0.996 7,基本可以满足热电偶动态特性评估的工程需要。     

航空发动机试车数据采集与处理系统

本文介绍一个以微型计算机为中心的试车数据采集与处理系统。该系统具有稳态和动态采集与处理的双重功能。系统使用高速采集硬件,用PL/M语言编写采集和处理程序,采集速度达5000次/秒以上。稳态压力采集使用自行研制的计算机控制扫描阀,并运用了实时校准技术。温度信号的线性化处理使用变权自动分段多项式拟合法求出的热电偶回归方程。系统硬件采取了一系列抗干扰措施,程序中安排了软件滤波。为保证试车安全,采取了计算机报警。     

边界层中湍动能和耗散能最大的尺度分量特征研究

阐述了利用离散正交小波理论分析 1 -D湍流测试信号的方法,使用热线风速仪,在 3个雷诺数下,分别测量了光滑壁面湍流边界层的速度和加速度信号。运用所述方法分析了边界层测试信号,给出了最大湍动能密度和最大耗散能密度及其对应尺度沿 y+ 的分布曲线,并且给出该尺度分量的发生频率沿 y+ 分布曲线。分析可见 :两种最大能量密度的无量纲尺度沿 y+分布具有雷诺相似性,其发生频率随着雷诺数增加而增加,但是最大湍动能密度尺度的频率沿 y+基本是一常数;无量纲的最大湍动能密度沿 y+在边界层小部分区域具有雷诺相似性,而无量纲的最大耗散能密度沿 y+ 在整个边界层内具有雷诺相似性。