戈登式辐射热流传感器动态特性测试技术

高速热流传感器广泛用于航空、航天、爆炸场等领域的热流密度测试,时间常数为传感器重要动态特性参数之一.传统测试方法仅能测试时间常数几百毫秒的热流传感器,无法满足未来高速热流传感器的测试需求.系统采用光纤输出半导体激光器作为辐射热流源,输出阶跃辐射信号通过微透镜光斑均匀化光学系统作用于高速Gardon计敏感面,利用信号调理电路和采集系统实现热流计输出信号的高速采集.系统响应时间为μs级,能够产生MW/m2级热流信号.完成了GD-B4-50K、GD-B4-200K和GD-D0-5M三种型号的辐射热流传感器动态测试,测得时间常数分别为0.199 s、0.521 s、0.052 s.可以有效解决航空飞行、航天再入等领域的辐射热流传感器测试难题.     

负荷传感器的动态测试

一、负荷传感器的一般测试: 负荷传感器的线性误差、重复性误差及滞后误差是表征传感器质量的三个主要参数。传感器的弹性体上贴有电阻应变片,将这些应变片组成惠斯顿电桥,并在电桥的对角端加上恒定电压。另外,两端接入数字电压表,当传感器受力时,     

远距离超声测距传感器激励脉冲研究

超声传感器不同发射激励对超声发射功率有很大影响,决定了空气超声波探测距离。对超声激励脉冲进行了功率谱分析,给出了不同类型激励脉冲与发射功率之间的关系。设计了远距离超声传感器双极性发射电路,实现了脉冲个数和脉冲频率可调。通过实验研究,确定了超声激励脉冲的类型、个数与激励电压。该电路已成功用于远距离超声波测距系统中,能稳定、可靠地检测25 m处的障碍物。     

基于热电效应的热流传感器设计

基于金属的热电效应和热传导原理,经过理论分析计算,设计了一种高量程的热流传感器,并通过机加工艺、焊接工艺及涂敷工艺实现了热流传感器制作.性能测试与数据处理结果表明:该传感器输出信号与热流近似成正比,热流测量范围为0～3 000 kW/m2,测量精度优于±4%FS,耐辐射温度达1700℃.     

火焰温度场测试中的传感器动态响应研究

在诸如爆炸火焰温度场的瞬态测试中,传感器的动态响应特性是影响测试结果的重要指标,而温度传感器热电偶的动态响应特性通常通过时间常数来反映。针对这种特殊测温环境下对热电偶时间常数的标定要求,采用火焰温度源法,对OMEGA生产的热电偶的时间常数进行了标定分析,获得其时间常数为846.992 ms,标定系统的动态重复性为1.17%。结果表明,用此标定方法得到的时间常数能更真实地反映热电偶在火焰温度场中的动态响应性能,且标定系统的动态重复性好,测试精度高,对分析弹药爆炸过程中的热毁伤效应有一定的参考价值。     

加速度传感器热灵敏度漂移的动态测试

介绍了加速度传感器热灵敏度漂移的动态测试系统组成和测试方法 ,分析了影响测试结果的主要因素     

高g值加速度传感器的窄脉冲校准理论与方法

针对高g值加速度传感器动态特性校准中遇到的激励窄脉冲的宽度问题,提出了适用于高g值加速度传感器动态特性的窄脉冲校准准则。该准则给出了对不同谐振频率的高g值加速度传感器的动态特性进行校准时,校准所需的激励窄脉冲的最大脉冲宽度与传感器谐振频率的关系。依据该准则设计了窄脉冲校准系统,并对8309型高g值加速度传感器进行了校准实验。实验结果表明,该准则对于高g值加速度传感器频率响应特性的校准是有效的,按照该准则所定脉宽的脉冲能够激起被较准的高g值加速度传感器的各阶谐振频率。     

高温陶瓷薄膜热流传感器动态响应有限元分析

航空、航天等领域的高速发展对精密热流测量技术提出了更严苛的挑战。ITO/In₂O₃陶瓷材料相比贵金属材料有着更高的塞贝克系数,并拥有低密度和优异的高温力学性能。基于有限元仿真方法,建立了ITO/In₂O₃热电堆型薄膜热流传感器热电学仿真模型,设计了2种薄膜热流传感器结构,综合分析了热电堆在不同的热阻层分布、热阻层厚度和热流密度下的传热性能和输出动态响应变化,提出了ITO/In₂O₃薄膜热流传感器的优化设计方案。     

热通量传感器的应用及检定

通过对热通量传感器在新材料的研制及热分析仪参量测量领域的研究,分别给出了其在表面安装和热分析仪中的应用方法,并针对应用中出现的问题提出解决方案,同时通过比较法求解检定常数。给出了热通量传感器的检定方法,提出了热通量微观效应的概念,对埋入绝缘材料和表面镀金属层热偶的微观效应进行了分析。结果证明,周围材料的不同是影响检定误差的重要因素。     

基于有限元模拟的薄膜热流计冲击振动分析

实现发动机热端部件热流的精准监测对于发动机的冷却设计和可靠性提高具有重要意义,而薄膜热流计具有结构简单、不影响被测件气动外形以及对流场干扰小等特点。针对航空发动机在运行时产生的高振动及高冲击载荷下的薄膜热流计结构可靠性问题,采用有限元方法,建立薄膜热流计的有限元模型,分析了冲击以及随机振动对热流计结构可靠性的影响,并且提出了优化建议。优化后的热流计的最大位移及最大应力都明显减少,结构的可靠性明显提升,冲击振动测试以及划痕测试的结果也验证了薄膜热流计结构的合理性。     

基于有限元模拟的薄膜热流计结构设计及优化

精确的热流测量对航空航天领域发动机设计及使用过程至关重要.薄膜热流计以其体积小、热容量小、干扰小、不破坏部件表面气流等显著优势,成为发动机热端部件表面热流测量的新方法.针对传统工程经验设计薄膜热流计精确度不高且迭代耗时长的缺点,基于有限元仿真模拟方法,建立了一种薄膜热流计有限元分析模型,综合分析了热流密度、热阻层厚度、热电堆厚度等因素对热流计冷热结点温度梯度的影响,提出薄膜热流计优化思路.分析结果表明,优化后的薄膜热流计具有更出色的热学性能与电学性能.     

用单片机实现的脉冲编码传感器

介绍采用多片单片机技术的出租车计价器编码传感器部分的设计原理,给出编码器、解码器和解码写入器的硬件设计方案,并以流程图方式对本系统的编码器、解码器和解码写入器的软件设计进行较为详细的介绍。本系统中解码器部分采用的是PIC12CE508单片机,其内部具有E2PROM存储器,使用I2C总线协议就可以将新的编码写入其内部的E2PROM存储器中,或者从其内部的E2PROM存储器中读出编码。     

双极性电压脉冲激励的智能电导率测量仪

基于双极性脉冲电压技术,设计了一种智能电导测量仪.该测量仪不仅能够削弱直流激励模式下介质的极化现象,而且避免了传统交流激励模式下所必须的放大、滤波和信号调理等复杂处理环节,简化了电路结构.此电导率测试结果表明,测量仪具有温度自动补偿、量程自动转换、测量精度高和检测速度快的特点,其测量相对误差小于5%.     

薄膜高温热流测量技术研究

薄膜热流传感器具有响应时间快,体积小等优势,可用于航空、航天等领域高速飞行器表面短时间的高温热流瞬态测量。热流传感器原理基于不同热障层薄膜下薄膜热电偶温度变化量的大小,通过离子束溅射镀膜工艺成功制备快速响应薄膜高温热流传感器。试验结果表明:该传感器热响应时间可达0.1s,温度可达900℃。     

基于图像传感器的脉搏三维运动分析

采用一种自主研制的图像化脉搏传感器,采集脉搏动态图像。在单个CCD摄像头固定的情况下,建立投影几何模型,计算所获取的动态图像上特征点的空间位移,得到时域上连续的脉搏信号。结果表明该方法能较好地反映出脉搏波动及传播特性,有利于脉搏传播分析和脉诊客观化的研究。     

基于隧道磁电阻传感器的脉冲涡流无损检测

目前航空工业多采用铝合金部件,由于航空工业的量轻化等需求导致对铝合金件强度保持有较高的要求,因此对结构材料缺陷的检测尤为重要。为此文章设计了一种基于隧道磁电阻(Tunnel magnetoresistance, TMR)传感器的脉冲涡流无损检测系统方案,对铝合金缺陷参数与被测信号波形的关系进行了研究。首先使用有限元仿真软件COMSOL建模并获取仿真实验数据,证明了脉冲涡流无损检测应用于铝合金材料的可行性;其次,应用仿真结果指导探头设计,进而设计出检测系统,采取实物实验结果与仿真建模分析结果进行对比的方法,实验验证了检测系统的准确性、可靠性和在工程应用中的可行性;最后分析和讨论了缺陷宽度和缺陷深度的无损检测结果。为TMR传感器工程应用确立了实验基础。