新型低温温度传感器的研制

对几种新型的低温温度传感器技术做了简单的介绍，研制了新型的低温温度传感器并做了大量的试验。试验结果表明，这几种传感器可以替代热敏电阻和热电偶传感器在火箭发动机试验中的应用，其精度、稳定性、互换性、自热效应等特性都优于热敏电阻和热电偶传感器。     

液体火箭发动机多维力测量装置原位校准技术研究

受试验现场诸多因素的影响,多维力传感器实验室校准系数已不适用于液体火箭发动机试验现场测试使用。针对液体火箭发动机多维力测量装置开展现场原位校准方法研究,对真空环境干扰、管路约束力以及温漂等影响因素进行了分析。结果表明,该方法能有效降低多维力测量装置的不确定度,为多维力测量领域的现场校原位准提供了参考。     

液体火箭发动机地面试验测量系统可靠性评定

为解决液体火箭发动机地面试验测量系统可靠性评定信息不全面的问题,对影响液体火箭发动机地面试验测量系统评定的因素进行分析。首先,将性能可靠性指标和功能可靠性指标作为测量系统可靠性的衡量标准,给出了液体火箭发动机地面试验测量系统可靠性的定义。然后,将测量系统不确定度作为性能可靠性指标纳入测量系统可靠度评定体系,建立测量不确定度与经典可靠性之间的联系;将分系统单元失效次数作为功能可靠性的评价指标,制定融合多源可靠性信息的系统可靠性评定策略。之后,阐述了可靠性数据收集、可靠性信息转换、可靠性信息综合、金字塔式系统可靠性评定和基于专家线性加权的可靠性评定的原理及实现方法。最后,以某型号液体火箭发动机地面试验测量系统为例,评定测量系统的可靠性,结果显示融合多源可靠性信息的金字塔式综合评定法能够准确分析液体火箭发动机地面试验测量系统可靠性,基于专家线性加权信息融合评定方法能够定位系统中的重点关注对象,查找薄弱环节。研究成果为行业内技术人员研究、评定测量系统可靠性提供了新的思路和方法,对于提高型号产品质量、测量数据质量和系统可靠性具有重要意义。     

标准套管铂电阻温度计标准装置的不确定度评定

本文根据测量不确定度的评定方法,分析和计算了标准套管铂电阻温度计的不确定度,并对其开展的火箭发动机试验用低温热电偶的测量值的测量不确定度进行了评定。通过对标准装置和校准值的不确定度评定,掌握了标准套管铂电阻温度计标准装置及其开展的火箭发动机试验用低温热电偶的计量性能及误差来源,为国防计量标准的建立、运行与考核提供不确定度评定的依据。     

热量表示值误差(质量法)测量结果不确定度评定

根据JJG 225—2001 《热量表》检定规程,将配对温度传感器和流量传感器分别安装在热量表检定装置上,流量传感器给出流量信号,配对温度传感器给出入口和出口的温度信号,计算器采集流量信号和温度信号;经过计算,显示出载热液体从入口至出口所释放的热量值,标准热量由系统软件通过公式积分计算得到,被测表的热量值通过表盘显示读取,被测热量表示值误差(质量法)测量结果不确定度评定,由输入量的重复性标准不确定度;质量法热水流量标准装置引入的不确定度评定;配对温度传感器检测系统引入的测量不确定度评定;计算器引入的不确定度评定合成标准不确定度,正态分布取k=2评定扩展不确定度。     

小推力液体火箭发动机动态推力测试台架设计

推力测试台架是准确测量火箭发动机推力的关键技术之一，但现有的测试台架能够很好兼顾长、短脉冲测试的较少。针对此况，采用传感器陶瓷厚膜技术，设计了100N范围内小推力液体火箭发动机动态推力测试台架，通过热试车试验考核，该台架可兼顾长、短脉冲的测量，在满足稳态精度的同时，具有良好的动态特性，为小推力液体火箭发动机测试台架的设计提供了一种新思路。     

热容式热流密度传感器的研制及应用

为获取爆炸场热流密度及爆炸热源温度、热阻等数据,基于热容式热流密度传感器的测量原理,研究传感器的制作工艺,分析影响该传感器测量不确定度的因素。结合被测对象的作用特征,通过传感器结构优化设计提高传感器强度、量程及响应速度,控制传感器测量不确定度并使之满足项目要求。研制的传感器在密闭爆炸场、火箭发动机尾焰热流密度测量等领域展开应用。使用不同热阻的热容式热流密度传感器同时测量,联立方程可求解出爆炸场热源温度、内阻等关键参数。研究传感器具有具备响应速度快、测量上限高、成本低廉、易于安装等特点,适用于爆炸场热流密度测量。获取的数据可为弹药设计及毁伤威力评估提供数据支持。     

降低发动机试验稳态压力测量不确定度方法研究

为降低系统不确定度,分析试验台稳态压力测量系统的各不确定度来源,对降低稳态压力测量系统不确定度的重要因素进行分析并提出相应改进方法。采用压力传感器现场校准方法降低测量系统与检定系统差异引入不确定度,采用三次样条插值法对压力传感器进行温度补偿降低工作环境温度对压力传感器影响引入不确定度。经验证,两种改进方法有效降低了系统的不确定度,该改进方法在其他型号发动机试验以及相关组合件试验中具有重要的推广和应用价值。     

温度变送器在温湿度检定箱中校准温度误差结果不确定度评定

正随着科技的发展,温度变送器的种类越来越多,有很多温度变送器的传感器内置在仪器内部,与仪器的电路部分和显示部分同置于一个模块内。同时,温湿度变送器的应用越来越广泛,温度传感器和湿度传感器集中在一个模块上,湿度传感器和仪器的电路部分均不能浸在液体中,所以不能在液体恒温槽中测量,本文选择温湿度检定箱作为温度源进行温度变送器的温度误差的测量和不确定度的评定。一、概述1.评定依据     

低温压力传感器自动检定/校准装置设计

设计研制了一套可在低温环境下检定/校准压力传感器的装置.该装置采用模块化设计方法,各模块可独立使用,从而提高了低温压力传感器自动检定/校准装置的使用效率.该装置的工作温度可以从室温到-196℃,期间温度可连续变化,压力范围为0～ 20MPa,检定/校准装置的扩展不确定度为0.1％(k=2).该检定/校准装置的建立,有效地保证了我国航天液体火箭发动机试车所用低温压力传感器液氧管路系统压力测量的准确性,也保证了发动机性能评估的可靠性及故障诊断的准确性.     

可测速的智能超声波液位仪

利用一对超声波传感器，一个安置在封闭罐外的底部，用来测量罐内液体的液位，一个安置在罐外的侧壁上，用来测定罐内液体中超声波的传播速度，这样对任何液体且不论温度如何变化，都能准确测出超声波在液体中的传播速度，并根据这一速度准确测出液位的高度。由于是直接测速方式，提高了测量精度，避免了采用热敏电阻测温补偿方式带来的滞后现象。     

低温液体火箭发动机模拟预冷过程的传热与压降

介绍了低温液体火箭发动机模拟预冷实验的装置及测量系统，报告了预冷实验的过程及结果，并进行了分析和讨论。     

基于模糊神经网络的液体火箭发动机振动检测

液体火箭发动机振动检测涉及部件振动数据的收集、振动特征的抽取与度量以及度量结果的决策。基于模糊神经网络提出了一种发动机振动故障检测的基本系统。这种技术的吸引力在于：神经网络采用可变模糊集代表发动机工作模式，自然地提供了反映故障程度的有用信息；神经网络的离线学习算法可以从训练样本中提取振动知识；神经网络的监测算法不仅能正确预报故障，同时也能对新的振动信息进行在线学习。实验研究结果表明：模糊神经网络可以成功地用于泵压式液体火箭发动机热试车的振动故障检测。     

基于微型制冷机的双光路冷镜式露点仪研究

为了满足高纯低温液体和工业气体水分含量精确检测的需求,研究了一种新型的冷镜式露点仪,采用微型制冷机作为冷源对测量冷镜进行降温,最低可达到-100℃。为了减少外部环境对特征信号的影响,光电系统采用双光路的设计方法,利用查差分信号的特征变化来寻找露点温度,并采用小波变换的方法进一步降低噪声的干扰,提高露点仪测量的精度和重复性。通过现场比对实验,露点温度在-80℃时测量精度仍能满足工业测量的要求。     

A Log-Antilog Analog Control Circuit for Constant-Power Warm-Thermistor Sensors— Application to Plant Water Status Measurement

Warm-thermistor sensors are useful for making measurements of flow and the thermal properties of materials. This paper describes a log-antilog analog control circuit capable of monitoring a thermistor's internal temperature in both ambient temperature sensing mode and self-heating mode, while maintaining infinite precision, wide dynamic range and fast sensor response. A single self-referencing thermistor is used to avoid the problems associated with having to match a thermistor pair in order to obtain an over-temperature signal. Instead, thermistor power levels are switched over a range of 1:1000, allowing measurement of both ambient temperature and heated thermistor temperature during the rise and fall of the heat pulse by a single thermistor at the center of the heat field. This provides a sensitive measurement of the thermal diffusivity and advective properties of the surrounding medium. In this paper, such a sensor is used to investigate the thermal properties of a grapevine cane under conditions of irrigation stress.      

低温推进剂火箭发动机泵出口密度、温度计算的一种新方法

对补燃循环和使用低温推进剂的液体火箭发动机，需要考虑泵出口温度、密度变化对发动机动、静态特性的影响，目前计算泵出口温度、密度的方法存在一定的局限性，本文提出了一种新的计算方法，它根据泵出口推进剂的压力和比焓，利用推进剂的有关热力状态方程来迭代计算泵出口推进剂的密度与温度，具有使用方便，适用范围广和计算精度高的优点，采用最小二乘法拟合了低温推进剂火箭发动机泵出口温度、密度计算所需的热力状态方程，利用本文的方法对低温发动机泵出口密度、温度进行了计算，计算结果与实测值吻合很好。     

Experimental study of temperature sensor for an ocean-going liquid hydrogen (LH2) carrier

The prototype temperature sensors for an ocean-going liquid hydrogen (LH₂) carrier were manufactured by way of trial. All of the sensors adopted Platinum 1000 (PT-1000) resistance thermometer elements. Various configurations of preproduction temperature sensors were tested in AIST’s LH₂ test facility. In the experiments, a PT-1000 resistance thermometer, calibrated at the National Metrology Institute of Japan at AIST, was used as the standard thermometer. The temperatures measured by the preproduction sensors were compared with the temperatures measured by the standard thermometer, and the measurement accuracy of the temperature sensors in LH₂ was investigated and discussed. It was confirmed that the measurement accuracies of the preproduction temperature sensors were within ±50 mK, which is the required measurement accuracy for a technical demonstration ocean-going LH₂ carrier.