Cu/CuNi薄膜热电偶动态特性理论与实验研究

具有快速响应特性的薄膜热电偶非常适用于测量瞬变温度,其动态特性理论分析一直都是研究的重点和难点。以流体为被测对象,提出了以对流换热为边界条件的薄膜热电偶一维非稳态传热模型,并依据此模型模拟Cu/CuNi薄膜热电偶阶跃温度响应,同时利用迅速投掷法对用磁控溅射法制备的热结点厚度为1μm的Cu/CuNi薄膜热电偶进行动态标定。模拟和实验结果都表明薄膜热电偶阶跃响应近似于一阶系统,可以用时间常数来反映动态特性,理论和实测的时间常数分别为4.28ms和7.89ms。从结果可以看出,理论值接近实验值,从而验证了该模型的合理性,为进一步提高薄膜热电偶的动态特性提供了理论基础。     

薄膜热电偶动态特性研究

薄膜热电偶动态特性研究李付国，黄吕权，解亚军，水金诚（西北工业大学）０引言薄膜热电偶是一种比较先进的瞬态温度测量传感器，其热接点多为微米量级的薄膜。薄膜热电偶动态特性的好坏与其热接点材料和厚度密切相关，合理地设计，能使薄膜热电偶具有良好动态特性的同时...     

基于预测误差参数辨识的薄膜热电偶动态校准研究

本文研究了瞬态高温测量用薄膜热电偶的动态校准问题。利用脉冲激光产生温度脉冲,根据基于预测误差法参数辨识理论,采用MATLAB程序建立了薄膜热电偶动态辨识模型,并计算了该模型的参数;利用辨识模型计算得到了薄膜热电偶的阶跃响应和时间常数,解决了动态校准参数识别问题。     

铠装K型热电偶动态响应误差补偿研究

提出了一种利用同一可高频调制的高功率C02激光器发出的连续激光和脉冲激光作为激励热源,在同一系统中进行辐射温度计（红外探测器）静态校准和被校表面温度传感器动态校准的新方法,由于高速辐射温度计的频率响应特性优于被校温度传感器,因此以前者的响应作为真值来校准后者并获取系统误差的修正值,避免了因传感器安装环境差异及热物性的变化所产生的误差,解决了表面温度传感器动态校准的溯源难题。利用该方法对K型热电偶进行了动态校准实验,建立了数学模型,获得了该热电偶的频率特性和动态性能指标,对该传感器的动态特性进行补偿。     

在虚拟仪器上组建在线动态克重计

用照像,制版和腐蚀的方法制造一种三极板单片机电容传感器件能用于在介质薄膜的生产线上动态测厚。由于这种新型传感器可以沿导轨在水平方向上往复位移,所以在被测薄膜的幅宽方向上可以实现多点巡回检测。用这种传感器研制的全电子式克重计使用了虚拟仪器平台,利用图形化语言和若干个软件包,在计算机上强化了仪器的动态自校零功能,改善了整机非线性特性,简化了底层软件开发过程。     

基于NANMAC热电偶的时间常数测试技术研究

本文介绍了热电偶时间常数的测试理论,提出了运用瞬态表面温度传感器动态校准系统实现对NANMAC热电偶时间常数的测试方法。该系统对红外探测器和热电偶进行了静态校准和动态校准,得到两者的温度一时间曲线。由于红外探测器的频率响应优于被校准热电偶的频率响应,因此,以红外探测器测得的值作为真值,用热电偶测得的值与红外探测器测得的值相比得到-条归-化的曲线,并由归-化曲线求得热电偶的时间常数。利用该方法对NANMAC热电偶进行时间常数的测试实验,得到了该热电偶的时间常数。实验结果表明：该时间常数测试方法是可行的,可以实现对微秒、毫秒量级热电偶的动态校准,这对于NANMAC热电偶温度传感器的研究和应用具有一定的参考价值。     

脉冲压力条件下PVDF压电薄膜的动态响应特性

通过脉冲压力发生装置产生脉冲压力,研究PVDF压电薄膜的动态特性.使用PVDF压电薄膜制作一种测试脉冲压力的传感器,借助标准压阻传感器,测得PVDF压力传感器的灵敏度,计算出灵敏度的不确定度,并将PVDF压力传感器的线性度与压电传感器和压阻传感器作出对比,发现PVDF压力传感器输出稳定.通过比较PVDF压力传感器和标准的压阻传感器输出信号在时域和频域上的相关参数,证实PVDF压电薄膜具备测试动态压力的能力.     

薄膜瞬态温度传感器的制备及性能研究

针对普通温度传感器存在响应时间长、无法快速测量瞬态温度以及薄膜热电偶引线困难的技术难题,研制了一种响应速度快、测量精度高、引线方便的薄膜瞬态温度传感器。采用直流脉冲磁控溅射技术,在嵌入Ni Cr-Ni Si平行电极丝的陶瓷基体端面依次沉积Ni Si功能薄膜和Si O2绝缘保护薄膜。利用自行研制的静态标定系统对薄膜传感器的静态性能进行了研究,结果表明所研制传感器在50~400℃范围内具有良好的线性和热稳定性,塞贝克系数为41.2μV/℃,非线性误差不超过0.05%,改变Ni Si薄膜的厚度对传感器的塞贝克系数影响很小。利用ANSYS有限元仿真和动态标定实验对薄膜传感器的动态性能进行了研究,结果表明所研制传感器的响应时间为μs级,时间常数随着Ni Si热接点薄膜厚度的增加而增大,改变激光脉冲能量对传感器时间常数的影响很小。利用温度检定炉对薄膜传感器进行了测温试验研究,结果表明所研制传感器能够快速响应温度的变化,可为瞬态温度的测试提供有效的方法和技术途径。     

薄膜热电偶的技术特性研究

论述在金属和非金属表面上制作薄膜热电偶的工艺，分析它的静动态特性及其测定方法，并应用该薄膜热电偶对锻压模和机械制造中磨削时的瞬态温度进行测试，取得了良好的效果。     

高速动车组轴温测量用特种结构薄膜传感器的研制

针对高速动车组轴箱轴承温度变化迅速的特点,研制了一种以NiCr/NiSi薄膜为敏感材料的特种结构薄膜传感器。采用自行开发的标定系统对直流脉冲磁控溅射技术制备的薄膜传感器进行动静态特性标定,结果表明所研制的薄膜传感器在30~400℃内具有良好的线性度,其塞贝克系数为37.84μV/℃,非线性拟合误差小于0.7%,动态响应时间为53.72ms。特种结构薄膜传感器磨损实验结果表明：传感器测温端的磨损对其温度测试的动静态特性影响很小,即测温端部分磨损不影响其测温性能。     

一种研究齿轮传动动态性能的新方法

利用自动控制理论研究实际工况下齿轮传动的动态性能 ,通过系统辨识算法 ,建立了直齿圆柱齿轮传动周向振动和噪声之间的差分方程模型 ,此模型能够准确描述齿轮传动系统的动态特性。为齿轮传动系统的动态性能研究提供了一种新的研究方法     

一种舰船用齿轮传动的动态优化设计方法

舰船用宽斜齿轮副的动态特性直接关系到舰船轮机系统的整体性能。本文考虑单自由度齿轮传动动态特性，以接触线长度的变化代替啮合刚度的变化，求解一对啮合齿轮副的综合啮合刚度及轮齿啮合刚度，以啮合线方向上加速度最小为优化目标函数，给出了基于动力学研究的舰船用齿轮副动态优化设计方法。     

动态称重系统计量误差的动态校正

本文讨论了称重系统在动态称重过程中产生计量误差的多种原因,提出了一种能改善动态称重系统性能、提高其测量精度的新的方法。该动态校正方法建立在动态补偿原理的基础上并且应用了一个模糊控制器。文中详细讲述了所使用的模糊控制器动态校正算法,相应的称重系统样机,并给出实际动态称重的结果。     

温度传感器动态重复性,线性度与性能改进的研究

本文建立了用于温度传感器动态校准的两种阶跃温度发生装置，提出了传感器动态重复性与动态线性度的计算方法，介绍了用数字滤波器改善温度传感器动态性能的设计方法，并对ＢＴＳ—１００型ＰＮ结温度传感器进行了动态校准和动态性能改进的实验研究，给出了实验结果。     

齿轮传动高速动态信息采集系统

针对高速齿轮传动的特点，研制开发了高速动态信息采集系统。本系统采样频率高、通频带宽，适合于多通路信息采集。系统采用了模块内的ＳＲＡＭ（静态存储器）技术，解决了计算机的运行速度低和Ａ／Ｄ采样速度高这一矛盾，使系统的成本大大降低。通过多次实践应用，证明该数据采集系统运行可靠，重复精度高，信息量大，能够满足对齿轮传动系统动态性能研究的需要。     

码垛小车机械系统动态特性的建模分析

建立了码垛升降小车机械系统的动力学模型 ,并应用运动弹性动力学方法分析了系统的动态特性。根据由小车工作行程确定的相应调速曲线来计算小车的瞬时位移 ,从而对模型进行了精确求解 ,获得了垂直方向振动速度与加速度的动态响应 ,为码垛机械系统动态性能的优化设计提供了依据。此外 ,对修改结构参数以提高动态性能进行了初步探讨。     

A frequency-domain grinding force model-based approach to evaluate the dynamic performance of high-speed grinding machine tools

This article provides an integrated approach to evaluate grinding machine's dynamic performance in speed range by examining both the manufacturing process and the machine tool. This approach considers the dynamic grinding force as a starting point. The dynamic change of the cutting depth in the grinding process is studied first. Then, based on the dynamic model of grinding process developed in previous studies, the dynamic forces of the manufacturing process are predicted. By analyzing the grinding force model in the frequency-domain and the frequency response function, the root mean square values of the machine vibration are calculated. The evaluation works by comparing the variation and trend of the vibration level. The proposed evaluation method is then applied to a physical grinding machine. The dynamic performance obtained from the experiment matches the predicted trend in the models. In addition, this method can be used to inspect and optimize the design of the machine's spindle system. For the grinding process that requires a high dynamic performance, this method also provides reference for the speed selection within all speed range.     

Delta机械手动力尺度综合

研究广泛用于高速抓放操作的Delta机械手动力尺度综合方法。在建立系统运动学和刚体动力学模型的基础上,利用奇异值分解原理,提出一种基于单轴最大驱动力矩全域最大值最小的动力学性能评价指标。该指标可表示为系统尺度和惯性参数及位形的显函数形式,可直接用于观察奇异位形的出现条件。在考虑工作空间/机构尺度比、速度、精度和刚度等尺度和映射特性约束基础上,利用工程实例研究映射特性约束对尺度参数和动力学性能评价指标的影响规律,并据此综合出一组在满足上述约束条件下使得系统动力学性能最优的尺度参数。     

Design, calibration and error analysis of a piezoelectric thrust dynamometer for small thrust liquid pulsed rocket engines

Small thrust liquid pulsed rocket engines operating in pulsed mode have gained a good reputation in attitude control applications for their potential reliability and efficiency. However, the pulsed characteristic creates a difficult measurement problem. In this paper, a novel thrust dynamometer with high natural frequency is developed for accurately measuring the pulsed thrust. It consists of two shear mode piezoelectric quartz crystal sensors and an integral shell. The sensors are inserted into unique double-elastic-half-ring grooves with an interference fit. Stiffness equations of the shell which are used to estimate the amount of interference are derived. The thrust dynamometer is calibrated both statically and dynamically. Static calibration uncertainty is evaluated. A trapezoidal impulse force is used to simulate the pulsed thrust for further characterizing the dynamic measurement performance of the thrust dynamometer. An evaluation algorithm of dynamic error is presented and used to evaluate the results of the dynamic simulation. The results show the thrust dynamometer has high sensitivity and natural frequency, good linearity and repeatability, and excellent dynamic performance. It can accurately trace trapezoidal thrust signal of 50 Hz without waveform distortion.     

桥式起重机动态分析与优化设计

用改进后的质量弹簧简化系统,分析了桥式起重机主要动态性能及结构参数的影响,并对桥式起重机动态指标进行了优化设计。