真空热试验温度参考点热响应测试系统设计与实现

在航天器真空热试验的温度测量中应用最广泛的是热电偶测温系统,温度参考点是热电偶测温系统的重要组成部分,对温度测试数据的准确性和航天器产品的安全有很大影响。为了在热试验开机前对参考点铂电阻与热点偶补偿端匹配关系的正确性进行验证,设计了一种可用于真空热试验的热电偶测温参考点热响应测试系统。该系统由加热器以及控制箱组成,可通过LAN网络与上位控制计算机连接实现热响应远程测试。文章通过对参考点装置的热分析以及热响应测试原理分析,给出了系统的硬件结构以及软件设计方案,并在多项航天器真空热试验中投入使用,提高了航天器真空热试验热电偶测温系统的可靠性。     

基于LabVIEW的便携式推力轴承数据采集系统设计

在大型水轮发电机工作中,推力轴承的运行状态与发电机工作的效率与安全有着重要的关联;因此在水轮发电机运行过程中需要对轴承系统的各项数据进行实时监测,已保证发电机在可控条件下进行作业;本系统采用了基于LabVIEW软件平台的多路并行数据采集结构,实现了对轴承系统中推力瓦的温度、油膜厚度、电机转速等试验数据的实时采集,将采集到的数据实时显示、显示界面的截屏以及对试验数据的分析、处理、记录和保存等功能;同时利用DataSocket技术实现不同计算机之间的高速数据共享,让多个试验人员实时分析记录轴承系统数据;试验结果表明此便携式推力轴承数据采集系统具有能够长时间稳定可靠的运行,数据采集控制精度高,试验人员查看数据方便,系统操作简单等特点。     

硅微机械陀螺仪温度控制系统的PID算法实现

温度的变化对硅微机械陀螺仪的性能有较大的影响,对温度的稳定性控制有着重要意义。分析了硅微机械陀螺仪的温度影响机理,通过对表头测试得到性能参数随温度变化的规律。介绍了PID控制算法的基本概念,对其进行了系统仿真,并在实际的温控系统中完成了试验验证,试验结果表明利用PID算法实现的温控系统具有良好的控制效果。     

基于ARM的力学数据采集与分析系统

通过设计一种基于ARM的测试系统,对岩体力学性质测试的试验数据进行自动化的测试、采集和分析,来准确预测岩体在各种应力场作用下的变形与稳定性,进而为合理的工程设计提供岩体力学依据.     

基片式FBG在飞机蒙皮测试中的对称补偿研究

基片式FBG传感器封装结构在应变测试中受到广泛关注,尤其是在航空航天领域,其粘贴方式对监测飞机蒙皮应变具有重要意义。为了提高基片式封装结构的FBG测量飞机蒙皮应变精度,对薄板试验件粘贴基片式FBG传感器进行力学性能研究,实验结果表明传统粘结基片式FBG传感器方式会引起被测薄板材在拉伸过程中产生非线性变形。据此,通过ANSYS有限元分析软件仿真粘贴1 mm传感单元的1.5 mm薄板静态加载过程,并进行静力学有限元优化分析,力学分析及理论推导结果显示,对称粘贴基片式FBG传感单元能够解决应变与波长非线性关系,且能够有效补偿温度对测量的影响。搭建FBG解调系统与MTS力学测试实验系统,实验结果表明,在对称补偿的布点方式下,应变测试线性度为0.998,传感单元应变灵敏度为0.946 pm/με,提高了应变测试精度,可以有效的应用到飞机蒙皮应变测试。     

发动机推力矢量测试系统的设计

介绍了关于发动机推力矢量的测试系统,阐述了利用传感器进行发动机推力矢量的测试。利用设计的压电式测力平台和其相应的测试软件以及测试系统,用反求法求得空间力矢量大小、推力矢量的推力偏移量、推力偏斜角。通过试验结果表明:此方案是可行的。     

全息干涉法测量磁盘机底座的弯曲热变形

本文采用三双曝光全息干涉测量系统，对一定温度下磁盘机底座的弯曲热变形场进行了测试，获得了底座内外表面因温差的存在所产生的热变形条纹图，分析比较了不同温差下的变形量大小。     

炭黑/硅橡胶复合材料力敏元件热、力敏感试验研究

在岩土力学与工程领域,大变形测试方法与技术亟待开发。前期研究发现,利用炭黑/硅橡胶导电复合材料研发的力敏元件具有较好的大变形敏感特性。根据研究需要,通过试验方法研究了这种大变形力敏元件的热、力敏感耦合特性。对制作的力敏元件进行了两种加载试验,一是固定拉伸应变下温度循环试验;二是变应变下温度循环试验。试验结果表明,恒定应变下,试样电阻随温度循环而循环,且呈现出电阻松弛现象;应变与温度同时变化时,电阻的变化主要受应变影响,温度影响相对较弱。     

带有均压槽的气体静压推力轴承设计

针对空间机器人地面微重力模拟实验中存在侧向干扰力/力矩,工作台面不平整等特殊情况,设计了具有周向和径向均压槽的高承载力、高刚度圆盘气体静压推力轴承,并采用变形雷诺方程对轴承的承载特性进行了建模和数值分析.为了验证理论计算结果的正确性,使用Fluent对轴承的承载力特性进行仿真分析,并且分析了高压气体产生的冲击力对承载性能的影响.最后,在标准测试平台上对该轴承的承载力特性进行了实验,并与不带有均压槽的轴承进行对比分析,证明了结构设计和理论分析的正确性.     

动车组齿轮箱低温测试研究

在动车组齿轮箱低温试验过程中,不同的测试条件和测试系统导致的数据离散性十分明显。根据相关标准及试验数据,从试验方法、试验设备和数据处理方法三方面,分析了不同起动加速度对测量结果的影响,并对采用不同采样速率、不同数据处理方法的测量系统数据处理结果进行对比分析。根据分析结果,提出了在动车低温试验应当在最低运营温度下,采用最大起动加速度测试的方法;以及测量系统应满足采样速率不低于5 s/次,采用直接求差法进行数据处理的建议。该方案解决了动车组齿轮箱低温试验方案中存在的试验结果离散性大的问题,为试验方法和标准的进一步完善提供有益建议。     

基于PSD的大坝变形监测仪关键技术研究

为解决现有大坝变形监测仪器可靠性不高等问题,基于半导体位置传感器PSD,以静力水准仪为例,在优化设计电路的基础上,设计新型变形监测仪器系统。通过系统一致性、稳定性和温度适应性实验,分析监测仪器的测量精度、温度适应性和测量时间3个关键技术指标:测量精度高达0.002 mm,温度稳定性达到0.001 mm,测量时间短到1 s。实验证明,PSD式新型监测仪器优于现有的变形监测仪器。     

电容传感器的信号处理及其在机床主轴热变形测量中的应用研究

利用电容式传感器,设计一个高精度位移测量系统,对机床主轴的热变形量进行非接触式测量.根据被测对象的特点,阐明了系统的工作原理和数据的处理方法,分析了影响传感器测量精度、稳定性的因素,提出了利用电子学技术和数字信号滤波技术提高传感器精度的技术手段,为机床主轴热变形的高精度、非接触式测量提供了一种技术途径.经长时间实验分析...     

双层预紧式6维力传感器预紧力对精度影响分析

针对传统Stewart结构6维力传感器性能的不足,设计并研制了一种双层预紧式6维力传感器,并进行了精度分析与实验研究.首先,介绍了该6维力传感器的结构特点,基于螺旋理论建立了其数学模型以及预紧力的数学描述形式.为了提高传感器的测量精度,在分析预紧支路结构的基础上,通过增大预紧力来降低由于预紧支路结构变形产生的误差.其次,对不同预紧力下预紧支路的结构变形进行了有限元仿真.最后研制并开发了6维力传感器样机和标定系统,进行了不同预紧力情况下的标定实验.通过增大预紧力,传感器的最大Ⅰ类误差和Ⅱ类误差分别由满量程的2.73%、2.43%降低到0.41%、0.64%.实验结果表明,增大预紧力有效地降低了预紧支路变形带来的测量误差,提高了传感器的测量精度,从而验证了理论分析与仿真的正确性.     

Meteorological Correction Model of IBIS-L System in the Slope Deformation Monitoring

Micro deformation monitoring system (IBIS-L) using high frequency microwave as signalfortransmission, is easily affected by meteorology. How to eliminate the meteorological influence effectively, and extract useful information from the big data becomes a key to monitor the slope deformation with high precision by the IBIS-L system. Evaluation of the optimum meteorological correction mode for Slope Deformation Monitoring to ensure the accuracy of measurement is considered. This objective was realized by model construction technology, which uses calculation formula of Microwave Refraction rate, and the radial distance from the target point to the IBIS-L system to estimate the irreal displacement by meteorological influence. In this paper we examine feasibility and accuracy of the meteorological correction model via experiment analysis. This experiment takes the Nuozhadu hydropower station slope monitoring for example. Firstly, the temperature, humidity, air pressure and other meteorological parameters were measured simultaneously with IBIS-L system monitoring. Secondly, the measured meteorological parameters were taken into calculationformula of Microwave Refraction rate. Thirdly, combined with the radial distance from the target point to the IBIS-L system, the meteorological correction model in using IBIS-L system for slope deformation monitoring was established.     

一种新型光纤压力测量装置

简述了光纤压力测量系统的基本原理,在此基础上提出一种新型的基于光弹效应光纤压力测量装置.分析了新测量装置的基本原理,并与传统的测量装置进行对比.详细介绍了基于新测曼原理的实验装置,并给出了实验数据.实验结果表明:这种新型的基于光弹效应光纤压力测量装置是可行性的.     

数据手套系统中超声定位的实现

针对虚拟现实(VR)系统中空间定位的特点,利用超声波定向发射测距原理来实现数据手套具有六自由度的实时精确定位。同时,介绍了有关超声波定位的算法、收发电路,简单分析了传感器物理参数对测量的影响,讨论了用计算机来最终实现的相关原理,最后,给出了具体的实验数据及其分析结果。数据手套的测量范围为400cm,单个测距单元的测量精度可达±0.8%。     

入口温度分布对连续铸轧坯表面热带形成的影响

基于有限元分析软件MSC Marc,采用铝高温本构关系和接触热阻数值模型,用Fortran语言对MSC Marc进行二次开发,建立连续铸轧过程的三维热力耦合数学和物理模型;考虑铸轧辊辊套和铸轧带坯的弹塑性变形对轧辊和铸坯温度场和应力场的影响,分析连续铸轧动态立板过程中铸坯表面温度变化情况;通过改变铸坯入口条件,分析铸坯入口温度场对出口温度场及表面热带形成的影响;最后通过现场工业试验,验证模型算法和结果的正确性.     

单个线圈靶速度测量分析

建立了磁化弹丸的磁偶极子模型 ,分析了弹丸沿轴线穿越线圈靶时线圈靶产生的感应电动势 ,并由此提出了可利用单个线圈靶测量速度的观点 ,最后通过磁化弹丸的自由落体运动实验验证了单靶测速的可能性并分析影响单靶测速准确度的因素     

人工嗅觉技术在酒类鉴别中的应用

简述了人工嗅觉酒类鉴别系统的原理、结构。给出了气体传感器阵列的组成方法,进行了气体传感器温度、湿度补偿。并运用主成分分析法和BP神经网络对试验结果进行了分析。鉴别实验研究表明,经温度、湿度补偿后该系统不仅能鉴别不同香型的白酒,还能鉴别同一香型的白酒。     

地铁隧道沉降变形实时监测系统误差分析

根据图像传感器网络的沉降变形监测原理,建立地铁隧道沉降变形监测系统的数学模型。利用误差分析理论对系统测量误差进行分析,提出沉降变形监测系统的误差累积计算模型。给出在满足1 km的测量距离上获得±3 mm的测量精度条件下,图像传感器应满足的精度要求。分析该监测系统控制累积误差随监测点数增多而扩大的有效性,为提高监测系统的精度提供理论依据。