基于加权数据融合和相关性的微型电子测压器改进的动态校准方法

为确保微型电子测压器在高温、高压、高冲击的实测环境中的测试精度,缩短校准周期,设计了模拟火炮膛内压力环境下的微型电子测压器动态校准系统,并从"虚拟"标准测试系统的建立和测压器动态灵敏度的计算两方面介绍了原始和改进的动态校准方法.对比分析其结果可知,改进的动态校准方法不仅能提高微型电子测压器的测试精度,而且能有效缩短校准周期,从而验证了改进的动态校准方法的可行性和合理性.     

微型电子测压器准动态校准的合理性

准动态校准已应用于微型电子测压器的校准中,为了证明其合理性,从膛压发生器模拟实测火炮膛压的可行性、标准系统的动态响应特性、前沿抽样的合理性、测压器输入输出为线性关系的合理性4方面内容进行了论证。另外,实测试验结果表明,准动态校准后的微型电子测压器的可靠性和测试精度均能满足测试要求,从而进一步验证了准动态校准的可行性和合理性。     

基于多传感器数据融合的准静态校准数据处理方法

静态标定后的电子测压器靶场实测时存在测不准和测试精度不高的问题,为了提高系统的可靠性和测试精度,提出了基于模拟膛压发生器的模拟应用环境的准静态校准方法.为了提高校准工作效率,提出了基于多传感器数据融合的准静态校准数据处理方法.文中详细论述了多传感器数据融合理论以及标准压力曲线上升沿校准法的合理性.用上述方法校准后的电子测压器进行靶场实测,测试数据精度高,可靠性强.     

瞬态压力测试系统的环境因子校准

多数瞬态压力信号的测量是在恶劣环境下进行的,用静态校准的特性直接用于动态参量的测量会给测量结果带来很大误差,为了减小测试环境对测试系统的影响,提高测试数据的置信度,提出了环境因子校准的思想.文中分析了两类环境力信号对测试系统输出信号的影响,介绍了火炮膛压测试仪和石油井下射孔压力测试仪的环境因子校准系统组成及工作原理.经...     

电容式膛压测试仪的设计

针对现有放入式电子测压器所遇到的问题设计了一种基于电容式的火炮膛压测试仪,该测压器利用壳体本身作为压力敏感元件,将压力信号的改变通过瞬变小电容转换电路转换为电容值的变化,利用差动式直流充电法将电容信号转换为单片机可以采样存储的电压信号;该测试仪体积小、电池供电、功耗低、能承受0～600MPa的压力,无需外部引线;试验证明采样频率达到100kHz,适合火炮膛压测试,为解决现有测压器价格昂贵,体积偏大的问题提供了可行的方案。     

光触发电子测压器的设计

针对现有采用内触发方式的壳体电容式电子测压器,装配过程中壳体电容易受干扰,从而造成误触发或不触发等问题;同时为了获取火炮膛内压力场信息,需要进行膛内多点压力测试,但用内触发方式时间机制难以统一,由此提出了基于爆炸场光信号外触发测压器的设计,通过改造测压器的端盖,设计可靠的光触发电路,利用爆炸场光信号作为采样触发信号,将处理过的与压力信号有关的电信号进行采集并存储到单片机flash中。经模拟实验,该光触发测压器能够准确触发,为解决现有测压器容易误触发,获取膛内多点压力等问题提供了可行的方案。     

应变式火炮膛压测试仪的设计

针对现有放入压电式电子测压器所遇到的问题设计了一种基于电阻应变式的火炮膛压测试仪,介绍应变式测试仪的系统工作原理,设计出信号转换电路。该测试仪体积小、电池供电、功耗1氏、能承受0～600MPa的压力,无需外部引线,适合火炮膛压测试,为解决现有测压器价格昂贵,体积偏大的问题提供了可行的方案。     

基于贝叶斯估计的放入式电子测压器准静态校准数据处理方法

为解决贝叶斯估计法无法用于直接处理准静态校准数据的问题,提出了一种先对数据进行预处理,随后进行正态性分析获得正态性参数,最后依据正态性参数进行贝叶斯估计的多传感器动态测试数据融合的处理方法。经过计算分析,放入式电子测压器准静态校准数据具有较好的正态性,使用贝叶斯估计法处理充分考虑了测试数据的统计规律特性,减轻了多传感器测试系统中单传感器对测量整体结果的影响;经实验验证,其同时明显提高了数据相关性,能进一步提高测试可靠性。对于火炮膛压的精确测量有显著意义。     

低功耗瞬态火炮膛压存储测试仪设计

火炮膛压的测定是检验火炮强度的重要技术指标.为准确地获得火炮膛压的变化规律,利用动态存储测试技术设计了瞬态火炮膛压存储测试仪.通过合理选择元器件、采用多种电源管理技术和时钟交换技术,在保证高精度的前提下有效降低了系统整体功耗,延长了工作时间,且提高了工作可靠性.使用高强度真空灌封工艺结合缓冲技术增强了测试仪的抗冲击能力.经模拟应用环境下的校准试验,该测试仪可测量高达600 MPa的压力,所获膛压曲线完整,误差满足国军标,为研究火炮内弹道提供了重要依据.     

基于模拟油井的井下测试仪温度修正校准方法

针对石油井下射孔压力测试中,在射孔完井过程中会释放大量的热量,压阻式压力传感器的温度效应成为影响测试精度的主要因素。为准确测取井下压力,用现有模拟油井试验装置模拟井内高温高压环境建立了校准系统。在多个温度环境下进行校准试验,通过与溯源性校准的标准测试系统的对比计算,利用最小二乘法得出压阻传感器在不同温度条件下的灵敏度,根据测试仪采集的实时温度数据值修正了压力数据,计算表明压力曲线峰值比修正前小1.4 MPa,为压力峰值的2.08%,表明该压阻传感器温度效应产生的影响不可忽略,基于模拟油井的温度修正校准方法能有效减小温度效应的影响,提高了测试精度。     

高温电容位移传感器的设计与实验研究

为了精确测量航空发动机中的轴承座与外部机匣之间的相对变形量,应用高温合金、氧化铝陶瓷以及耐高温电缆等研制了可用于高温环境的特种电容位移传感器。将其安装于机匣的承力支板中,即可实现该相对变形量的测量。传感器采用双层屏蔽结构,并应用驱动电缆技术减小干扰信号的影响。本文首先对所设计的传感器进行了仿真分析,以验证其结构合理性,然后搭建实验平台完成了传感器的标定与性能测试,并进行了高温验证实验。实验结果表明,本文所研制的高温电容位移传感器能够在0~2.0 mm的范围内实现位移的精确测量,测量误差小于0.02 mm,并且能够在室温~500℃的温度范围内稳定工作,因而可以满足使用要求。     

植入式葡萄糖传感器的模拟分析

介绍一种植入式葡萄糖传感器的模型。对糖尿病患者的血糖或组织糖浓度的连续监测是生物传感器的重要应用。由于影响传感器设计的因素很多,反复实验优化传感器的研究是很耗时的。使用此模型,对传感器测量特性(校正曲线、测量范围,灵敏度)与传感器设计参数(几何形状,尺寸)的关系进行了模拟。使用系统的计算模拟方法可以对植入葡萄糖传感器特性优化。     

压力传感器温漂及非线性校准技术研究

高精度压力传感器是航空领域应用非常广泛的传感器,常处于严苛的工作环境.为使压力传感器在特殊的测试环境中保持高测量精度,传感器的性能设计成为研究关键.合理的信号调理电路以及正确的误差校准原理,将显著提高传感器性能.通过在传感器的信号调理电路中使用可编程模拟信号调节器,对桥式压力敏感元件的温度漂移误差及非线性误差进行实时修正,使压力传感器实现了智能化自校准,有效提升了压力传感器的精度和环境适应性.     

膛内惯性测速系统设计

弹丸的膛内运动参数可以反映火炮工作状态特性,针对常规火炮弹丸内弹道运动测速需求,设计了基于MEMS加速度传感器和姿态传感器的膛内惯性测速系统;采用Kalman滤波和四元数姿态解算算法对传感器数据进行FPGA片上处理,实现了从弹丸挤进到出膛运动过程的时间记录,成功获取弹丸内弹道运动过程中加速度、速度和位移变化;实验结果表明,相对激光区截测速方法,该系统出膛速率测量误差小于2.93%;相对火炮身管原参数,出膛位移测量误差小于1.85%,为内弹道过程弹丸运动参数测量获取提供了技术支持,对火炮系统设计评估具有重要意义。     

高温微压力传感器校准实验系统的研究

为满足高温光纤微压力传感器校准实验的需要,在分析传感器测量结构和校准原理的基础上,设计了一套基于高低温试验装置和上位机人机软件的校准实验系统。对某一传感器样品进行了校准实验,结果表明,该系统能模拟传感器真实的工作环境,实现传感器在高温微小压力环境下的校准,并且具有很好的可靠性和稳定性。     

微型电子测压器校准系统的合理性论证

为确保微型电子测压器在高温、高压、高;中击的实测环境中的测试精度,微型电子测压器应用于实际测试前,都要在模拟应用环境下被校准,为了证明微型电子测压器校准系统的合理性,介绍了标准测试系统的时域静态校准,标准测试系统的动态响应特性,标准测试系统的误差要求3方面的内容。分析结果表明,使用该校准系统能保证被校准后的微型电子测压器的可靠性和测试精度,满足测试要求。