高速碰撞测量中的几个问题

在“弹头撞击地球介质(沙,水,圭(?)等)的过载及应力”[1]以及“高应变率加载的材料性能”[2]等实验中,碰到应变及过载脉冲讯号的测量问題。此类讯号的特点是:持续时间短(100μs～5ms)(图1),频带宽(0～40000HZ),因此其测量方法及所用仪器与一般振动、冲击讯号的测量有所不同。     

基于脉冲加热法的薄膜热流传感器热物性参数测量技术研究

在激波风洞测热试验中,高精度的薄膜热流传感器热物性参数对于提高热流测量精度十分重要。利用积分球能收集反射光能、其反射光具有高均匀性的特性,提出了基于脉冲加热装置测量薄膜热流传感器表面、直接标定热物性参数的方法。基于该方法,搭建了用于测量薄膜热流传感器基底材料热物性参数的脉冲加热装置,并详细介绍了测量装置的系统组成和工作原理。该脉冲加热装置能够较好地模拟脉冲型风洞中薄膜热流传感器被加热的过程,可以精确标定热流值和薄膜热流传感器基底材料的热物性参数。研究结果表明:研制的脉冲加热测量装置具有操作便捷、试样制备简单和标定精度高等优点,其加热方式为瞬态加热,能较好地模拟传感器在脉冲型风洞中的使用环境,可以提高脉冲风洞中热流测量结果的精度。     

雷达重复周期实时分选中的信号采集与变换

在密集的电子环境中,侦察接收机的输出是一串交迭脉冲序列。用计算机对这些信号进行实时处理,必须要将这串交迭脉冲序列中的每个脉冲的到达时间,迅速地变成二进制数保存在计算机内存中。 本文叙述了用Z-80微机产生采样门波的方法。在采样期间,一个16位计数器将每个视频脉冲的到达时间变换为双字节的二进制数存入扩充的RAM中。同时,一个10位的计数器统计输入脉冲的个数。由于输入视频脉冲出现的时间是随机的,宽度也是各不相同的。为保证可靠地实现转换,视频输入先经过“选1”电路处理。 采样完毕后,微机对扩充RAM进行切换,CPU取出采样期间保存在扩充RAM中的数据进行分选处理。处理完毕再自动转入采样,这样就保证了固定的采样时间和灵活的分选时间相结合的连续工作。     

非共面近距耦合鸭式布局鸭翼展向脉冲吹气增升特性

对40.前缘后掠角的主翼和40.前缘后掠角的鸭翼所构成的近距耦合鸭式布局简化模型进行了风洞测力、测压实验,系统研究了鸭翼展向脉冲吹气的增升效果,给出脉冲吹气频率以及脉冲宽度与布局升力之间的变化关系.测力结果表明,鸭翼展向吹气提高了该布局在大迎角时的升力,延迟了失速.测压结果表明,鸭翼展向脉冲吹气改善了中大迎角时主翼翼面流态,增加了翼面吸力峰值,延缓了涡的破裂.这说明利用鸭翼展向脉冲吹气涡控技术,可以直接改善鸭翼流场,继而间接改善主翼流场.     

电火花诱导可控烧蚀放电铣削实验研究

提出了一种电火花诱导可控烧蚀放电铣削加工方法,在中空管状电极中间歇通入氧气,在氧气通入阶段电火花引燃金属,利用金属燃烧产生的化学能进行烧蚀加工,氧气关闭阶段进行常规电火花铣削修整,保证表面加工质量与精度。通过实验研究了极性、脉冲宽度、脉冲间隔、低压电流、氧气压力和供氧间隔等工艺规准对电火花诱导可控烧蚀放电铣削加工材料蚀除率和电极相对损耗率的影响。结果表明:该加工方式适合采用正极性加工;电极相对损耗率保持较低的水平;进行粗加工时,应适当增加氧气通入时间,以增加材料蚀除率;进行精整加工时,则应减少氧气通入时间,增加电火花放电时间,以提高表面质量与精度。     

冲击波压力传感器测试系统的动态标定

介绍压力场测试中所采用的压电压力传感器的标定方法。压力场测试中所采用的传感器是一种以压电晶体做敏感元件的压力传感器,它可以将压力讯号直接转换成电荷输出,其输出量与被测量压力成正比。该传感器具有较大的测压范围、较好的线性、快速的上升时间、高的压力-电荷灵敏度和较小的几何尺寸。给出了压电压力传感器的实验室标定方法和野外使用环境条件下的现场标定方法,并进行了对比研究。     

多爆震室串联热射流起爆实验研究

为消除现有脉冲爆震发动机对外部脉冲起爆装置的依赖并提高脉冲爆震燃烧室工作频率,提出了一种多个爆震室封闭串联的多管燃烧室方案,通过管间的射流传递实现爆震室内的快速短距离起爆.实验结果表明,多个爆震室间可以实现逐级射流起爆,并且可以实现快速起爆,起爆所需要的时间约为1.0~1.2ms,起爆距离约为500mm,远远小于火花塞直接点火时的结果.弱火焰射流可以通过逐级增强的方式最终在下游某个爆震单元内形成爆震波.单个爆震室内射流进入和射出的时间间隔可以达到1.2~1.5ms,大约需要8个爆震单元才可能实现爆震波的封闭串联传播.     

HP5420A数字信号分析器性能和应用

HP5420A数字信号分析器是典型的双通道低频频谱和传递函数分析器。因为它能展示低频振荡情况,所以广泛地使用在机械结构、噪声、振动、控制系统、声学、相位噪声等电气和物理现象方面的分析。这个双通道分析器,分析频率范围从直流到25KHZ,分辨率可达40μHz;具有75dB的动态范围和不大于0.1dB的幅度不均匀度。它能做到瞬态采集和时间平均,自相关和互相关,直方图、线谱、自谱和互谱,传递函数和相干函数,以及冲击响应等功能的测量。被测信号可以是正弦、随机、瞬态和脉冲类型。内设工程单位标定器和供随机振动激励用的噪声发生器。测量结果显示在具有数字注解的、双迹高分辨率的HP1332A型阴极射线示波管     

采用锁相技术实现脉冲回波迭加的超声应力测量法

超声应力测量能够实测机械零件或结构件的体积应力,它在实验应力分析中具有一定的使用价值,可以作为诸应力测量法中的一个补充。本文提出采用锁相技术实现脉冲回波迭加的超声应力测量法,不仅思路新颖,技术先进,还能消除目前采用的各种回波重合法进行应力测量所带来的误差,使测量的时间分辨率很容易达到10~(-8)秒;如果在电路上再作某些改进,随着一些高速电子器件的出现,有可能使它的时间分辨率达到10~(-10)秒;同时还能实现超声应力测量过程的自动化。     

氢气泡法图像的数字化处理分析

对氢气泡法产生的时间线进行数字化,把图像的灰度分布存入数组进行运算,识别氢气泡时间线的前缘和后缘。根据距氢气泡发生线最近的两条时间线的前缘或后缘间距以及氢气泡时间线的时间间隔,计算流速分布。本文还提出一种测量湍流结构的速度的方法,简称结构相关法:对两幅一定时间间隔的氢气泡图像进行数字化得到灰度数组,圈定拟序结构的一部分,利用相关原理比较两图像的数组,得到所圈定拟序结构的位移,进而求得其运动速度。     

四通道延时脉冲恒流源

在实验室内或在外场测量短脉冲载荷(如化学炸药爆炸载荷、核爆炸载荷、冲击或撞击载荷、强脉冲X射线或强激光脉冲辐射引起的喷射载荷、反应流体的脉冲压力以及脉冲流动等)时,人们广泛使用箔式压阻计做为脉冲压力和脉冲载荷的测量元件。由于压阻计是无源测量压力计,需要由脉冲恒流源供电。四通道延时脉冲恒流源是在参考与剖析了国内外使用的单通道脉冲恒流源的基础上最近研制而成的多用途仪器。它具有结构紧凑、电路简单、稳定可靠、性能指标高、抗干忧能力强、一机多用(既是脉冲恒流     

全桥变换器中输出变压器偏磁的调节

阐述了全桥变换器由于两桥臂功率器件参数的不对称，引起输出变压器直流磁化，从而带来桥臂电流的不平衡和由此造成变换器性能的恶化。介绍了常用的一些解决方法，诸如变压器初级串联电容，或增加铁芯气隙以及根据检测桥臂电流不平衡用固定的脉冲宽度反向修正桥臂脉冲宽度等方法，并提出了一种新型的直流磁化控制电路，一个桥臂的脉冲宽度取决于输出调节信号，通过检测一个周期内流过两桥臂的平均电荷量为零决定另一个桥臂的脉冲宽度，实时地消除电流不对称引起的偏磁，这一方法得到了实验证实。     

轴流压气机非定常流及端壁边界层测量中的热线技术

本文总结了测量轴流压气机失速喘振工况及端壁边界层流场时所采用的方法,并提供若干典型结果。大量试验表明这些方法行之有效。用三支同型探针,沿周向不等间隔分布,失速喘振时,用频谱分析确定频率成分,用互相关分析确定两两信号的时差,即可判明是失速或喘振,并决定团数、团的传播速度及团的形状。用单丝旋转法测量端壁边界层以保证所测参数严格属于同一半径,同时又具有 X 型探针的二维能力,以测定速度矢量,湍流度及雷诺应力,在此测量中我们研究了机匣探针孔对边界层流场的干扰问题。灰尘油污的污染,气流温度随压气机工况的变化是遇到的主要问题。     

水发射试验装置设计研究

通过分析空泡溃灭压力典型脉冲特征,设计了一套水发射试验装置和相应的验证性试验方案。验证性试验结果分析表明:弹丸出筒速度重复性较好,空气腔压力与弹丸速度关系符合物理规律,可信度强;采用水发射试验装置所测的压力曲线与空泡溃灭压力脉冲曲线基本一致,均类似半正弦,脉宽基本一致,可以进行空泡溃灭压力脉冲的初步研究。     

等离子体增强射流掺混的激励参数影响研究

为提高火箭发动机推进剂掺混效率,探究等离子体对单股矩形射流掺混特性的影响,设计了等离子体射流发生与控制系统。使用粒子图像测速技术测量了表面介质阻挡放电等离子体激励器对单股空气射流掺混特性的影响。相比无激励工况,激励电压为5、6和7kV时,射流宽度随电压升高而变大,射流中心线速度衰减率最大提高20%左右;脉冲频率增加,射流宽度增大程度增加,衰减明显,掺混特性增强;激励电压和脉冲频率固定时,改变占空比,在50%~70%的区间内射流速度衰减最强,射流宽度最大。     

超低温应变电测技术

用电阻应变片测量应变(应力),由于其灵敏度高、标距理想、使用灵活等多方面的优点,在材料特性试验和结构强度试验中被广泛应用,目前我国对常温、中高温及充水(或油)的内外压试验中的应变电测技术较为普及和成熟。对于超低温环境下的应变电测技术,尚未见到专门的研究报告,特别是在液氧、液氢     

冲击测量中的一个匹配问题

在冲击脉冲峰值测量中,常用这样的测量系统:在加速度计和电荷放大器后直接连以振子作为记录装置(图1)。为了满足脉冲高频分量要求,记录往往选用高频振子。如FC-5000或FC-10000。它们的工作频率范围和允许电流都较大,但电流灵敏度较低。使用时一旦忽视匹配问题,就会给脉冲波形幅值测量带来显著的方法误差。在冲击台调试中,曾多次遇见这样的情况:用2626电荷放大器,后接FC-5000振子,或DHF-3电荷放大器配以FC-10,000振子,测量冲击峰值。为使记录波形清晰,将脉冲峰     

非接触光测物体大位移研究

提出了一种非接触光学法－单光栅双图像法测量物体位移的新技术，利用两个正交的图像记录系统，在试件作大位移后，记录被平行多光束照射形成的光点所覆盖的试件的图像，借助于记录光路系统几何表数，可建立一联立方程组。解此方程组，就可得到被测物体上诸光点所表示的测点的位移大小和坐标值，文中还论述了度件图上测点位置的确定和修正方法，导出了被测物休图像负片上测点的实际坐标的计算公式，实验结果证明，本文提出的测量理论是正确的。     

用热流探针测量激波速度

激波速度测量是激波管和激波风洞运行状态的一个重要参数,压电传感器或光学方法测速系统成本高,而传统电离探针在激波马赫数较低、波后温度达不到空气电离程度的情况下无法满足实验要求。提出了一种使用同轴热电偶作为测速探针来测激波速度的方法,弥补了电离探针在激波马赫数较低时的不足。介绍了同轴热电偶探针测速原理,并设计了测量激波速度的系统电路。通过信号放大电路锁定激波冲激信号,触发脉冲信号发生电路,实现了一种单通道、多测点的激波风洞测速系统。分别开展以温度与热流为触发信号的风洞实验,结果表明只有使用热流信号才能满足激波测速的时间要求。     

一种基于数字信号处理的阻抗参数测量新方法

利用数字信号处理理论与技术提出了一种阻抗参数测量新方法,即采用任意的周期信号作为测量的激励信号,激励信号的信噪比可以很低;采用高镜频抑制比的数字正交采样滤波器得到被测阻抗和标准阻抗上的电压采样序列的同相分量与正交分量,并据此确定被测阻抗参数,该方法能得到较高的阻抗参数测量精度和较宽的测量范围,并且硬件电路实现比较容易.文中给出了计算机仿真分析和硬件实现系统的实验结果,证明了新方法的有效性和正确性.