不同传热方式下温度传感器动态特性研究

为了研究传热方式对温度传感器动态特性的影响,通过时间常数理论推导分析传热方式与温度传感器动态特性的关系,并对不同传热方式下温度传感器的动态特性进行分析。分别建立对流传热和辐射传热方式下温度传感器的传热模型,采用油浴法和脉冲激光法对热电偶时间常数进行测试。测试结果表明:该热电偶在对流传热和辐射传热方式下的时间常数测试值分别为1.2s和6.2s,可以看出传热方式直接影响温度传感器的动态特性,最后通过时间常数测试值与理论计算值的比较,验证了传热模型的合理性。     

铠装热电偶动态响应校准过程数值研究

时间常数是描述温度传感器动态响应特性的重要参数。由于实验室校准条件通常难以覆盖温度传感器的实际使用条件,因此基于有限体积法数值仿真研究了插入法和回路电流阶跃响应(loop current step response,LCSR)法校准铠装热电偶动态响应的过程。建立了热电偶保护管、绝缘层、感温层的三维模型,分析了绝缘层MgO不同填充密实度下热电偶的动态响应。结果发现,采用3个极点的方程对LCSR响应数据进行拟合、变换求得的时间常数与插入法获得的时间常数偏差小于10%,为快响应铠装热电偶动态特性的设计、校准提供了一种新方法。     

应变式力传感器动态特性研究及动态补偿

通过测试传感器的固有频率和冲击响应,对不同结构的应变式力传感器的动态特性进行了研究。当力传感器动态特性不理想时,根据零极点配置法设计了动态补偿数字滤波器,对力传感器进行动态补偿,使之适用于动态测量。实验表明:柱式力传感器的动态特性优于S形力传感器。通过对S形传感器进行动态补偿,拓宽了力传感器的工作频带,提高了力传感器的动态性能,减小了动态误差。     

对向靶溅射制备NiCr-NiSi薄膜热电偶的动态特性研究

用对向靶溅射制备NiCr－NiSi薄膜热电偶，实现了薄膜成分与靶材基本一致。对热电偶进行动态特性测试表明，薄膜热电偶的时间常数τ随膜厚变薄而减小，并对此进行讨论。     

对向靶溅射制备NiCr—NiSi薄膜热电偶的动态特性研究

用对向靶溅射制备了ＮｉＣｒ－ＮｉＳｉ薄膜热电偶，实现了薄膜民分与靶材基本一致。对热电偶进行动态特性测试表明，薄膜热电偶的时间常数τ随膜厚变薄而减小，并对此进行讨论。     

基于LabVIEW的热电偶动态特性测试系统

随着航空技术的发展,对热电偶的动态特性评价提出了更高的要求。针对现有热电偶采集方案不能连续采集以及无法实时获取温度值的问题,设计了一套基于LabVIEW的热电偶动态特性测试系统,并与示波器采集方案进行数据比对。经试验验证,该测试系统可靠性高,自动化程度高,有效地提高了工作效率,为温度传感器相关性能的评价提供了支撑。     

基于热电偶的爆炸场温度补偿方法及其 LabVIEW 实现?

在爆炸场瞬态高温测试过程中,由于热电偶的动态特性较差,使得测试结果存在较大动态误差。针对该问题,应用了以大功率激光器为热源的可溯源动态校准系统,对热电偶传感器进行动态校准,分析其动态特性;在此基础上,运用MATLAB和量子粒子群优化(QPSO)算法设计动态补偿滤波器,试验验证了动态补偿的有效性;通过Lab VIEW与MATLAB混合编程,最终在Lab VIEW平台上实现对热电偶输出的动态补偿。结果表明,补偿后的热电偶响应速度加快,爆炸场温度补偿结果可信。     

薄膜充气环动态特性试验研究

充气环是新一代大型空间薄膜结构的主要支撑部件,它具有轻质柔性、局部抗弯刚度低、几何非线性、高阻尼等特点。本文针对薄膜充气环动态特性,建立了一套柔性结构的动态测试系统。由于采用普通力锤极易引起结构的局部变形,本文改进了激励方式,得到薄膜充气环的面内和面外振动频响函数。通过复模态指示函数识别极点数目,采用多项式拟合识别出结构的固有频率,阻尼比和振型。分析不同充气压力下结构动态特性的变化规律,并对薄膜充气结构动态特性测试相关问题进行讨论,实验结果为空间薄膜结构有限元模型有效性验证提供依据。     

薄膜热电偶热电特性研究

薄膜热电偶厚度不超过15μm,能有效地保证不会对附着流的流谱或热流轨迹及壁厚产生扰动,可以显著地提高局部温度测量的精度。本文以镍基高温合金片为基底的薄膜热电偶为对象,简要介绍了薄膜热电偶的制备工艺;描述了薄膜热电偶的引线连接方法、不同引线方式的考核方法及结果;重点阐述其热电特性以及影响热电特性的关键因素;并对优化工艺条件下的薄膜热电偶的热电特性进行了验证。     

基于多项式插值的薄膜热电偶热电特性曲线拟合方法

针对薄膜热电偶热电特性曲线拟合大多采用基于最小二乘法的多项式拟合，这种方法单一，精度低的问题，文章设计了一种基于更高阶多项式插值的薄膜热电偶热电特性曲线拟合方法，并与拉格朗日插值进行了比较，解决了拟合方法单一且拟合精度低的问题。首先，对薄膜热电偶检定校准关键结构进行了介绍，搭建了薄膜热电偶检定校准平台；其次，对薄膜热电偶检定校准平台工作原理进行阐述，测取了薄膜热电偶固定点的热电势；最后，设计了一种阶数更高的使用三次样条插值的薄膜热电偶曲线拟合方法，并分别使用文章设计的插值方法与拉格朗日插值获得了热电曲线和一些非检定的热电势，计算出实测值与模拟值的残差平方和，得出了三次样条插值及拉格朗日插值的残差平方和分别为0.003 919 61和0.003 929 17,发现采用三次样条插值的拟合精度更高。     

Study of TFTC Dynamic Character Calibration Technique

A TFTC (thin film thermocouple) is an advanced thermal sensor that is used for measuring transient temperatures. Because of the TFTC??s high-speed response, the usual calibration instrument and method cannot meet the calibration needs. This article introduces a pulse laser heating method. Dynamic character measurements and system identification are combined. The material of the TFTC is NiCr?CNiSi, and the film thickness is 2 ??m with a ceramic substrate. The transfer function is derived by means of a least-squares solution. In this method under the assumption of an ideal temperature step, there is no strict requirement on a first-order system and the limit of a pulse laser bandwidth. The calibration method introduced in this article resolves the TFTC dynamic character calibration problem.     

二阶线性时不变测量系统动态特性的补偿与动态不确定度评估

采用一种新的设计测量系统补偿滤波器的方法,根据校准得到的测量系统频率响应数据直接设计补偿滤波器,避免了系统辨识过程。通过接近实际测量条件的仿真实验表明,该方法能有效地提高测量系统的带宽,减小动态误差。同时,按照GUM推荐的不确定度评定准则,对整个动态测量过程,包括动态补偿以及滤波运算过程的不确定度进行了评估,得到了经过补偿后系统输出的被测量以及对应的动态不确定度曲线。     

递归网络模型在传感器动态补偿中的应用

本文讨论了递归网络模型在传感器动态补偿中的应用 ,给出了递归网络模型的结构及相应的训练算法 ,经过补偿后的传感器具有理想的输入输出特性。试验结果表明 ,应用递归网络对传感器进行动态补偿是一种行之有效的方法。     

Hybrid spectral/finite element analysis of dynamic delamination of patterned thin films

A combined spectral and finite element analysis is performed to investigate the dynamic edge delamination of patterned thin films from a substrate. The analysis is motivated by an emerging experimental technique in which high-amplitude laser-induced stress waves initiate progressive interfacial debonding of thin film interfaces. The numerical method relies on the spectral representation of the elastodynamic solutions for the substrate and the finite element model for the thin film. A cohesive model is introduced along the interface of the bimaterial system to capture the decohesion process. The important role of the film inertia on the crack extension and the appearance of the mixed-mode failure are demonstrated by observing the traction stress evolution at various points along the bond line. Parametric studies on the effect of film thickness, interface fracture toughness, loading pulse shape and amplitude on the debonding process are performed. A semi-analytical investigation on the inertial effect is carried out to predict the final crack length as a function of the film thickness and pulse amplitude.     

机器人腕力传感器辩识建模与动态补偿

把系统辨识、数字仿真和动态补偿有机地结合在一起，形成分析、改善传感器动态特性的完整方法，具体应用于机器人腕力传感器的研究中，证明了此方法的有效性。     

软件无线电技术和动态规划实现电网无功优化补偿与电能质量监视

采用软件无线电技术成功地实现了电网各补偿器之间的联网通讯 ,并运用动态规划方法实现对电网无功的动态优化补偿     

遗传算法结合FLNN实现加速度传感器动态特性补偿

对加速度传感器动态性能进行分析,利用遗传算法与函数链神经网络相结合实现其动态性能补偿的方法,介绍补偿原理以及算法,给出了用遗传算法和函数链神经网络相结合建立的加速度传感器动态补偿网络的数学模型。结果表明,这种补偿模型具有精度高、有良好的鲁棒性以及动态补偿器实现简单等优点,在测试领域中有很好的应用前景。     

Dynamic scaling in sputter grown tungsten thin films

The evolution of a tungsten thin film grown by magnetron sputtering was studied using a dynamic scaling approach. Film growth was followed in-situ and in real-time by monitoring both the specular and the diffuse X-ray scattered intensities as a function of the time of deposition. The analysis of the scattering data allowed us to determine the two Power Spectral Density (PSD) functions, which describe the thin film topography. The time-dependent PSD-function, which describes the dynamic of the external film surface, is found to obey a universal scaling form, which characterizes the thin film growth. The data collapse of these PSDs into a single master curve was achieved using scaling exponents α = 0.18 ± 0.02 and β = 0.06 ± 0.01. In addition, by analyzing the temporal variation of the roughness conformity, it has been demonstrated that the replication factor decreases exponentially with increasing film thickness and spatial frequency. Hence, for a 25 nm thick film the vertical correlation disappears for spatial frequencies p greater than 3.6 μm^− 1.