微型垂直基准仪的陀螺动态误差补偿

为了提高舰载微型垂直基准仪的姿态测量精度,有必要补偿系统中陀螺的动态误差。在分析系统动态误差原因的基础上,建立了MEMS陀螺的非线性误差、不对称性误差和角加速度项误差模型;分别采用自适应分段的方法补偿非线性误差,模型中增加角速度绝对值项补偿不对称性误差,并用D-最优试验设计准则和最小二乘法辨识出角加速度误差模型参数。试验结果表明,该误差补偿方案能将系统的姿态测量精度提高约5倍,证明了误差补偿模型和方法的有效性。     

采样保持电路法补偿磁通门传感器背景磁场

为正确测量目标磁场和提高磁通门传感器的测量精度,背景磁场的补偿至关重要.在分析磁通门常用背景磁场补偿方法基础上,提出一种新的采样保持电路自动补偿方法.运用逻辑脉冲电路为采样保持电路提供固定频率滤除背景磁场信号,并对目标未出现时的信号进行动态跟踪,运用比较电路将目标出现前后的信号进行比较,从而在补偿背景磁场的基础上最大限度地获得目标磁场的信号.设计了实际电路,采用频率为8Hz,占空比为1:10的采样脉冲,对车速范围为15～60 km/h的车辆磁场信号进行了测量,得到的补偿波形表明了该原理的有效性.该方法可用于磁场的定性测量中,可便于一些特定的外磁场测试.     

微陀螺零偏在线补偿方法及仿真

由于微机械陀螺零偏重复性和稳定性差，若不能实时跟踪零偏变化，则由此产生的导航误差较大。结合光纤陀螺特点，通过光纤陀螺与微机械陀螺的冗余配置，可以实现基于规则的在线陀螺零偏估计和零偏补偿。补偿后的数据与光纤陀螺数据进行融合，将融合后的数据作为观测值，通过根据机动目标“当前”统计模型和IMU动态模型建立的卡尔曼滤波器滤波进行动态误差和安装误差补偿。仿真结果说明该方法可行有效，能较好地提高数据测量精度。     

连续扫描技术在水声相位测量中的应用

通常认为，连续扫描技术一般不能用于采样点时间关系非常重要的应用场合，如交流信号的相位分析。笔者在ＬａｂＶＩＥＷ开发环境下研究了一种用于补偿扫描延时所引起相位误差的自动补偿算法，使基于连续扫描技术的多功能ＤＡＱ板可用于测量交流信号的相位差。同时，ＮＩ公司Ｅ系列ＤＡＱ板上ＤＡＱＩ－ＳＴＣ＾Ｒ的仪器级性能从技术上保证了所研究系统的相位测量精度在相同条件下不低于ＨＰ３５７５Ａ相位计的水平。     

球头拉杆预紧力测量传感器技术的研究

对某产品的球头拉杆预紧力测量传感器作了强度分析，着重介绍了在球头拉杆上应用应变式测力传感器的应变计安装技术、全桥电测技术、多种补偿技术等，以及测试和标定补偿结果。该技术提高了预紧力测量传感器的稳定性和预紧力测量精度，减小了温度影响，并获得成功运用。     

基于频带分析的陀螺信号小波包消噪研究

对陀螺信号预处理是提高陀螺信号精度的有效方式之一.文中针对陀螺在不同角速度输入下的测量信号,利用小波包频带分析方法识别出陀螺的有用信号和噪声,确定出陀螺信号的有效频带范围;采用小波包动态阈值法对分析后的陀螺原始输出数据分频段补偿误差,有效的改善了陀螺的平稳运动特性,使陀螺在整个量程范围内都具有较高的精度.实测数据处理结果表明该方法适用于全量程范围内的陀螺误差补偿,能有效提高陀螺信号的精度.     

热量表温度测量方法研究

根据热量表的标准，从温度的测量和计算出发，详细论述了热量表的温度测量方法、实时校准方法和低功耗控制方法，进一步阐明了电源电压、标准校准电阻精度、恒流源精度对温度测量精度的影响和温度补偿原理及补偿实验方法。     

基于外部坐标测量的六自由度并联机构标定方法

针对六自由度并联机构校准精度问题,提出了一种基于外部坐标测量的标定方法。利 用通用测量设备测量并联机构的位姿信息,构造一个统一度量的残差方程,其构造方式保证了所有 几何参数的可辨识性,从而不再需要设计和加工专门用于标定的各种辅助机构和冗余传感器。在 此基础上,通过对冗余方程组的优化求解,可以得到并联机构各参数的估计值,并用它们替代理想 参数进行反解运算,实现误差补偿。仿真表明,此方法能够抑制测量噪声的影响,发挥并联机构不 存在误差累积的特性,标定后并联机构校准精度能够达到测量噪声的量级。最后将此方法应用于 实际设备的标定,经过误差补偿后其精度提高了5 倍以上。     

密闭空间爆炸温度测试方法研究

针对温压弹药内爆炸产生瞬态高温、高压的特点,提出了爆炸温度测量的热电偶结构设计方法,分析了热电偶在爆炸场受到的冲击波作用特性和热电偶的动态特性,对比了热电偶时间常数理论计算结果和热电偶动态特性实验结果.通过爆炸罐试验验证,在11.7MPa的冲击波作用下,热电偶能够获取有效测量数据,满足温压弹爆炸场温度测量精度要求.     

船体挠曲变形的误差补偿方法与仿真

针对船体结构动态变形对系统导航精度的影响,提出一种基于变形建模的船体挠曲误差补偿方案。介绍了船体挠曲变形的处理方法,并分析了联合基座变形测量系统的工作原理,对基于变形建模的挠曲补偿方法进行深入研究并分别在载体摇摆和匀速直航运动条件下进行仿真。结果表明,文中提出的补偿方法可以相对准确的估计出载体自身的变形角,补偿后的安装误差角达到一个较高的精度。     

应力波载荷作用下材料断裂韧性JId测试研究

本文建立了一个测定动态弹塑性断裂韧性JId的方法。该方法利用改进的Hopkinson压杆加载Charpy冲击试样，利用压杆上应变片记录的入射应力波和反射应力波，由一维应力波理论得到试样所受的载荷和加载点位移。在建立的裂纹尖端张开位移COD和裂纹扩展量Δa的关系中，令Δa=0，可得到裂纹起裂时的临界（COD）c从而确定裂纹的动态起裂点。与其它方法相比，本文的方法不需要昂贵的仪器来测试动态断裂参数；不需将应变片贴在试样上确定起裂时间，所以该方法可在较高或较低的温度下使用；在动态弹塑性断裂韧性JId的计算中，考虑了材料的动态应力—应变行为，使测得的JId值能更好地反映材料在应力波载荷作用下的动态断裂性能。     

应力波载荷作用下材料断裂韧性JId测试研究

本文建立了一个测定动态弹塑性断裂韧性JId的方法。该方法利用改进的Hopkinson压杆加载Charpy冲击试样，利用压杆上应变片记录的入射应力波和反射应力波，由一维应力波理论得到试样所受的载荷和加载点位移，在建立的裂纹尖端张开位移COD和裂纹扩展量△a的关系中，令△a=0，可得到裂纹起裂时的临界（COD），从而确定裂纹的动态起裂点，与其它方法相比，本文的方法不需要昂贵的仪器来测试动态断裂参数；不需将应变片贴在试样上确定起裂时间，所以该方法可在较高或较低的温度下使用；在动态弹塑性断裂韧性JId的计算中，考虑了材料的动态应力一应变行为，使测得的JId值能更好地反映材料在应力波载荷作用下的动态断裂性能。     

光子多普勒测速仪与压杆相结合的冲击波反射压力测试技术

为在强电磁干扰环境下测量爆炸冲击波的壁面反射压力,将光子多普勒测速仪(PDV)与压杆相结合,设计了一套压力测试系统。采用滑动安装结构消除探头在应力波作用下产生的轴向速度,根据杆中弹性波多次反射的压杆自由面速度曲线,提取起跳点,拟合得到了压杆声速。对压力测试系统进行了响应特性、有效测量时间和测量下限分析,并采用该系统测量了球形炸药爆炸的冲击波反射压力。研究结果表明：该系统频响低于杆表面粘贴的应变片电测系统,测量下限优于应变片电测系统;测得的球形炸药爆炸的冲击波最大反射压力为463.5 MPa,上升沿为5 μs;PDV和压杆相结合的冲击波壁面反射压力测试技术可行。     

基于MEMS 的柔性薄膜式动态压力测量带研制

针对脉动压力测量中测压点布置困难的问题,对柔性薄膜式动态压力测量带进行研制.根据气动测量的需求,将微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)微型动态压力传感器封装在柔性印刷电路板(flexible printed circuit,FPC)柔性衬底基片上,采用Protel99SE软件完成印制电路板(printed circuit board,PCB)设计.利用标准翼型在风洞开展研究,通过不同的试验条件,对比柔性薄膜式动态压力测量带和传统嵌入式压力传感器两种方法的测量结果,验证了柔性薄膜式动态压力测量带的性能.     

含钨活性材料动态压缩力学性能

为了研究活性材料的动态压缩力学性能,利用分离式霍普金森压杆（SHPB）对材料进行单轴压缩加载,获得了材料在不同应变率下的应力-应变曲线。将应力时程曲线和高速摄影拍摄结果对比,得到材料的屈服应力和临界反应应力。基于修正后的Johnson-Cook本构模型拟合材料参数,代入有限元计算软件LS-DYNA,计算结果和实验结果吻合较好,表明获得的模型参数可以较好地反映该材料的力学性能。     

Al2O3陶瓷分离式霍普金森压杆恒应变率动态压缩试验研究

采用入射波整形技术对Al203陶瓷进行了分离式霍普金森压杆(SHPB)动态压缩试验。通过合理设计整形器尺寸和子弹初速，获得了较为理想的入射波。试验结果表明：入射波整形技术可以有效地研究脆性材料的恒应变率变形行为；而入射波整形技术结合直接测量应变方法可以准确地测定高强度脆性材料在高应变率下的应力一应变曲线。     

混凝土材料拉伸强度的应变率强化效应实验研究

混凝土材料的拉伸强度具有明显的应变率强化效应。采用同批制作的混凝土圆盘和圆杆试样,利用霍普金森杆加载,进行动态劈裂实验和一维杆应力波层裂实验。借助超高速摄像机、数字图像相关(DIC)等测试方法观察实验中试件破坏过程,以准确测量混凝土材料在不同应变率下的拉伸强度。在劈裂实验中注重加载方式,以保证试件满足求解弹性解析解的中心起裂条件;在层裂实验中精确确定层裂发生位置和时刻,获得了可靠的材料拉伸强度,并分析劈裂拉伸与层裂拉伸强度的应变率强化规律。研究结果表明：对于动态劈裂实验,DIC方法显示圆盘中心起裂与否的临界应变率约为10 s^-1;而对于层裂实验,采用DIC方法可以得到多次层裂对应的拉伸强度及相应的应变率（10~100 s^-1）;通过线性拟合拉伸强度应变率强化规律,层裂拉伸强度随应变率增长的斜率较劈裂实验结果偏高,混凝土的层裂拉伸强度动态增强因子可达5以上。所得研究结果对脆性材料动态拉伸强度及应变率强化效应的准确测量,具有一定的参考意义。     

锆基多功能合金的动态压缩性能研究

利用分离式Hopkinson压杆装置研究锆基多功能合金的动态压缩性能,利用扫描电镜和能谱仪对动态压缩断口进行形貌观察和成分分析。结果表明:锆基多功能合金具有较低的应变率敏感性;合金动态压缩强度高达2 500 MPa,且随着应变率的提高,塑性变形量不断增大;动态压缩下锆基合金表现为脆性断裂,断口形貌包含剪切韧窝和滑移沟槽,断面上有部分区域发生了氧化反应。     

基于声固耦合法的环肋壳水下冲击数值仿真试验

环肋壳是潜艇耐压壳的常见结构形式之一,水下冲击响应分析对潜艇抗水下爆炸设计具有重要意义。利用声固耦合法对由环肋圆筒和2个半球组成的小型潜艇耐压壳简化模型进行水下冲击数值仿真试验,分析环肋壳在水下爆炸载荷作用下的瞬态动力响应。结果表明：该方法在流固耦合面上会形成局部空化,中截面上迎爆面的塑性应变小于背爆源,可为潜艇耐压壳的优化设计提供参考。