压气式SF_6断路器空载和负载下压力测量试验研究

笔者采用压阻式压力传感器和光纤压力传感器对252 kV压气式断路器空载和10 kA开断电流条件下灭弧室内的暂态气压进行了测量,得到了灭弧室内压气缸、喷口上游、喷口喉部、喷口下游4个测点的暂态气压,并对试验方法和测试系统进行了介绍。试验证明,压阻式压力传感器和光纤压力传感器均可以有效测量断路器灭弧室的暂态气压,导压管长度对测量结果的影响不容忽视。     

一种提高光学电压传感器温度稳定性的方法

光学电压传感器的测量精确度易受环境温度的影响。通过设计基准电压源,使基准电压源与被测电压源串联共同作用于同一个光学电压传感器,提出一种获取自校准系数的自校准算法,通过自校准系数对光学电压传感器测量结果进行修正,实现对光学电压传感器的温度补偿。基于该方法设计了自校准光学电压传感器,并对其进行了精确度测试。测试结果表明:在?40℃~+70℃的温度范围内,自校准光学电压传感器的测量误差小于±0.12%,其温度稳定性得到了显著提高。该方法简单有效,为实现实用化的高精确度光学电压互感器提供了解决方案。     

基于检定环境对风速表标准值影响的研究

为明确风速传感器在检定过程中受到检定环境如温度、湿度和气压所带来的影响,依据《JJG431 2014轻便三杯风向风速表检定规程》对轻便三杯风向风速传感器进行检定,通过标准风速计算公式分析空气温度、湿度和气压检定前后的变化对检定结果的影响,运用加权计算方法计算得出检定过程中温度、湿度和气压各自所占权重,经过实验验证比对,结果表明通过分析研究温、湿度和气压对于标准风速值的影响,使风速传感器检定的准确性得到显著提高,减小了测量不确定度。     

基于改进型BP神经网络的SF6气体传感器

针对非色散红外SF_6气体传感器测量精度易受环境温度、气压影响的问题,提出采用混合粒子群优化-误差反向传播(PSO-BP)神经网络预测模型对环境温度、气压变化引起的测量偏差进行实时补偿,并与其他补偿方法进行分析比较。实验结果表明,该SF_6气体传感器在气体浓度0~1000×10~(-6)、温度10~40℃、气压100~120 kPa,相对测量误差为1.5%,检测精度小于±15×10~(-6),检测分辨率为1×10~(-6),有效地消除了环境温度、气压波动引起的非线性影响。相比于经验公式法和RBF神经网络补偿方法,该方法具有较高的测量准确度和稳定性,且无需增加电路模块,有利于降低传感器的体积和成本。     

基于直流辉光放电等离子体的气体压力传感器

研究了一种基于直流辉光放电等离子体原理的气体压力测量方法,设计了一种等离子体压力传感器,并对该传感器的放电维持电压与气压之间的关系进行了稳态及动态标定实验.稳态标定实验结果表明,50μm间隙适用于气压量程0.4～2.0atm(1atm=101325Pa),220μm适用于气压量程0.5～5.0atm,此时电流选取在3.0～5.0mA之间.动态标定实验在激波管实验台上进行,结果表明等离子体压力传感器和参考Endevco压阻式传感器的上升时间基本一致,均为1μs;且通过计算动态传递函数可得,该等离子体压力传感器及其电源、电子电路系统的固有频率为146.6kHz,未来可以为航空发动机、冲压发动机严苛高温环境及超高速流动中的高频压力脉动信息的获取提供支撑.     

MEMS接触电容式高温压力传感器的温度效应

介绍了一种基于SOI／硅片键合技术制作的接触电容式高温压力传感器结构,并对传感器的测试装置、测试方法进行详细的介绍后,对传感器进行压力测试和温度特性测试。压力测试结果表明,传感器线性工作区压力为110～280kPa,灵敏度约为0．14pF／kPa;温度特性测试结果表明,传感器具有正温度效应,在30～300％,传感器输出误差约为0．5％。文中还分析了热胀冷缩及介电常数温度系数对传感器温度效应的影响,以及设计了参考电容及运算放大器式传感器测量电路来消除温度效应。     

压力传感器的温度补偿研究及其应用

为了解决影响压力传感器测量的温度漂移问题,研制一种适合轨道车空压系统压力测量的高性能传感器。文章提出结合GA-PSO算法优化BP神经网络的新型压阻式压力传感器温度补偿模型,通过MATLAB仿真验证该模型的可行性。仿真结果表明:与BP-LM算法和GA-BP算法相比,新的优化算法收敛速度提高了89%,预测结果的误差绝对值均在2.5 k Pa以下,且变化范围小,满足"快、准、稳"的高性能高求。装置现场运行效果良好,在温度相差较大的一天之内的不同时间段轨道车运行时的空压系统测量气压均在750 k Pa左右。     

压力变送器温度补偿技术研究

对压力变送器误差补偿原理进行深入研究,采用BP神经网络算法对由温度变化造成的压力传感器输出结果的误差进行补偿。首先分析压力变送器测量影响因素,建立神经网络补偿模型,其次通过部分实验样本数据进行训练得到具体神经网络结构,并通过剩余实验样本数据验证神经网络的有效性。实验结果表明,该方法有效的抑制了温度对压力传感器输出的影响,提高了传感器测量结果的稳定性和准确性,可以在变送器设计、生产中采用该方法进行温度补偿。     

旋转导向钻井工具中的压力采集系统设计

根据旋转导向钻井工具开发的需要,设计了一种适用于高温度环境的高精度压力采集系统,介绍了系统硬件电路设计及温度补偿算法原理.硬件设计中传感器信号放大调理电路、模数转换电路使用高精度、低温漂器件降低温度影响.系统通过实验标定方式得到压力传感器补偿参数,采用线性插值方法对压力传感器输出进行全范围温度补偿,得到实际压力值.实验结果表明,该压力采集系统能有效地降低温度对压力测量的影响,压力测量的精度可以达到满量程0.1％,满足实际应用要求.     

基于磁传感器的温度误差补偿方法

随着科学技术的发展,传感器技术尤其是磁传感器技术在军事领域得到更为广泛的应用,很多武器炮弹在进行远程打击时,会通过自身内部的传感器测定周围环境变量,由计算机进行控制以进行更为精确的打击,而在测定环境变量的过程中传感器不可避免的会出现一些误差,影响打击的精确度,因而提出了基于磁传感器的温度误差补偿方法。先通过对传感器的温度误差的研究分析设计出温度误差漂移模型,然后由温度传感器和地磁传感器来测得不同温度下地磁在两个敏感轴上的分量数据,在拟合出温度漂移系数之后结合模型得出在温度补偿后的各敏感轴数据。仿真分析温度补偿前后磁传感器的输出对比,验证该方法能有效对温度误差进行补偿。     

温度、风速对湿度传感器响应时间影响的研究

湿度传感器在实际使用过程中,温度和风速会对湿度传感器的响应时间产生影响。为了研究温度和风速对电容式湿度传感器阶跃响应时间的影响规律,通过分析实验数据发现湿度传感器的响应时间随着温度的升高和风速的增大而逐渐减小,并采用神经网络算法拟合湿度传感器的阶跃响应时间和温度、风速之间的关系,最后对影响机理进行分析研究。     

环境影响下的直接空冷系统运行特性研究

环境变化会显著影响直接空冷机组的凝汽器压力,因此,研究直接空冷系统在环境影响下的运行特性,对保证直接空冷机组安全经济运行具有重要意义。通过理论分析,建立了空冷凝汽器温度和压力随汽轮机排汽热负荷、凝汽器迎风面风速以及进口空气温度变化的理论模型。以山西平朔煤矸石发电有限公司50MW机组直接空冷系统为例,通过数值计算,得到了环境气温、环境风速风向以及汽轮机排汽热负荷对凝汽器温度和压力的影响规律。结果表明:在凝汽器热负荷不变的情况下,环境气温越高,空冷凝汽器进口空气温度就越高,凝汽器压力就越高。环境风速越大,空冷器进口空气温度就越高,迎面风速就越小,从而凝汽器内冷凝温度和压力就越高。反之,凝汽器压力就越低。     

环境因素对避雷器泄漏电流影响研究

避雷器泄漏电流幅值会受环境气象条件影响,建立泄漏电流幅值模型对于避雷器健康状况判断具有重要意义。通过分析避雷器周围的环境因素,建立基于多元线性回归的避雷器泄漏电流数学模型。首先,收集影响泄漏电流幅值主要因素的数据,包括温度、湿度、大气压强与光照强度;然后,基于散点图与趋势线对这些因素进行分析,借助MATLAB软件对收集到的数据建模,获得基于最小二乘法的多元线性回归模型,并通过基于方差膨胀因子的共线性进行诊断;最后,运用所获得的模型对未来10 d泄漏电流进行了预测。预测结果表明,所提模型精度较高,可满足工程实用要求。     

基于MSP430G2553的测风仪设计

以TI公司16位超低功耗微控制器MSP430G2553为核心,采用光电码盘、风向传感器、Cu100温度传感器、大气压力传感器和无线通信模块设计了一种测风仪,以实现对风速、风向、大气温度、大气压力进行实时数据采集和传送.测风仪硬件部分设计主要包括风速、风向、温度、气压信号测量与调理电路和无线通信模块与微控制器的硬件接口电路.软件部分采用模块化程序设计方法设计了基于MSP430G2553的测风仪软件程序.通过实验验证了测风仪设计方案的正确性和可行性.研究工作为测风仪的实现奠定了良好的基础.     

660 MW机组间接空冷主辅共塔方案影响分析

针对660 MW机组冷却塔的主辅共塔设计方案,建立了主辅共塔间接空冷塔的三维数值模型,研究了环境风对冷却塔内外流场的影响,分析了环境风向、辅机散热器类型和冷却三角增加方式对主机、辅机水温降幅的变化规律。研究结果表明,环境风方向对主机循环水温降影响较小(约为1.0℃),对辅机循环水温降影响较大(约为5.8℃);当辅机采用4排管散热器时,辅机循环水温降增大2.5%(约为0.2℃),主机循环水温降减小0.5%(约为0.06℃)。研究结果可为主辅共塔设计方案的具体工程实施提供依据。     

压阻式压力传感器温度补偿技术的研究及应用

压阻式压力传感器易受温度影响产生零点漂移和灵敏度漂移,为了降低环境温度对传感器输出的影响,首先分析了传感器产生温度漂移误差的原因,针对传感器存在的温度漂移误差和输出信号的非线性介绍了一种硬件温度补偿方法和基于MAX1452的软件温度补偿方法,着重阐述了MAX1452的补偿原理以及对传感器的补偿过程.最后通过温度试验和温度循环试验比较分析了以上两种温度补偿方法,试验结果表明软件补偿方法具有更加优良的补偿效果,在-40～60℃温度范围内的精度小于0.5％.     

风速对基于BOTDA架空导线覆冰监测有效性的影响

为了获得架空导线温度在不同气象条件下的变化特征和风速对基于分布式光纤传感技术的架空导线覆冰监测有效性的影响,文中建立了光纤复合相线覆冰的温度场三维模型,并采用了有限元方法进行求解,分析获得了光纤温度在不同的环境温度、风速和覆冰厚度下的变化规律特征。文中指出了覆冰段与未覆冰段光纤的温差与环境温度初始值大小无关,提供了单独考虑环境温度变化速率或覆冰厚度情况下的临界风速表达式,给出了常见范围内环境温度变化速率以及覆冰厚度下的临界风速值,基于风速值和插值方法可得到常见范围环境温度变化速率以及覆冰厚度下比较准确的临界风速。文中对研究覆冰架空导线在不同气象条件下的温度变化特征以及风速对基于分布式光纤传感的架空导线覆冰监测有效性的影响方面有着一定的参考价值。     

飞行器大气数据系统测压校准风洞试验若干环节的实现方法研究

飞行器大气数据系统压力参数数据通常来源于事先进行的测压校准风洞试验,因此试验结果的准确性对实际飞行时的大气参数解算精度有直接影响。而该风洞试验的准确性受多种因素影响,针对试验段类型、测压管路连接方式和常/降速压方式选择3个环节,基于风洞试验数据开展了研究。研究发现:试验段采用槽壁比采用孔壁更有利于提高测压校准的准确性,故建议采用槽壁进行大气数据系统测压校准试验;连接测压管时,对每个测压孔单独测压取均值和对与这几个测压孔相通的压力腔测压,压力测量精度无明显差异,考虑到后者能减少试验准备时间和压力扫描阀数量,故建议采用后一种测压管连接方式;同风洞、同模型采用常压和降速压方式,压力测量精度无明显差异,而考虑到常压测量在效率、成本上有优势,故建议直接采用常压测量方式进行大气数据测压校准风洞试验。上述结论可为型号飞行器大气数据系统测压校准风洞试验设计提供参考。