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。     

基于LabVIEW的接触线温度测量系统

利用T型热电偶作为温度传感器,基于虚拟仪器平台LabVIEW搭建了一套接触线温度测量系统。从硬件和软件两个方面对该温度测量系统的构成进行了阐述。实际测试说明该系统对接触线多部位的温度测量准确可靠。     

热电偶动态响应的带外部输入自回归模型

热电偶测量动态温度受到热电偶自身动态特性的制约和影响。为了评价热电偶的动态特性,建立了一种双气流环境下的热电偶动态响应实验系统,测量热电偶在两种不同温度气流交替激励下的响应。由于激励温度本身也存在测量误差,当用回归方法分析热电偶响应过程时,响应过程构成了一种变量带误差问题。为了获得热电偶动态响应的无偏估计,建立了热电偶动态响应的状态空间方程,用随机扰动与确定性模型结合的方式描述热电偶动态响应过程,采用一种带外部输入自回归模型对响应过程进行辨识。以一种工业中常用的露端式镍铬镍硅热电偶为对象,给出了一个算例。实验和计算结果表明,带外部输入自回归模型适用于双气流环境下热电偶动态响应能力的评价。     

温度传感器动态校准技术研究

针对温度传感器的动态校准问题,介绍了一瞬态表面温度传感器动态校准系统,以此对Butt-Welded热电偶进行了动态性能实验研究,获取其时间常数为41.6 ms,实验的动态重复性为0.72%,不确定度为0.3 ms。结果表明:系统动态重复性好,测试精度较高。经动态校准获取该Butt-Welded热电偶的动态温度修正值为300℃。研究结果对温度传感器的研究和应用具有一定的参考价值。     

热电偶时间常数测试技术研究

本文介绍了热电偶时间常数测试的一种测试方法和测试系统,并对几种不同响应量级的热电偶进行了时间常数测试,给出了测试曲线.测试结果对热电偶温度传感器的研究和应用具有一定的参考价值.     

高温薄膜热电偶典型制备工艺研究现状分析

随着航空航天飞行器性能的不断提升,对温度传感器的要求不断提高,不断趋向于更高温度、更快响应、更小体积。薄膜热电偶因具有响应速度快、热接点小、便于集成等优点,非常适用于航空发动机涡轮叶片、燃烧室内壁、高温燃气进出口、高超声速飞行器表面等极端高温环境下的瞬态温度测量。对于薄膜热电偶来说,它的制备工艺显得尤为重要,因此分别从溅射工艺参数和热处理工艺参数两方面对薄膜热电偶的研究现状进行了汇总介绍和分析。     

热电偶时间常数测量的不确定度评定

热电偶因响应迅速而得到广泛应用,时间常数是表征其动态响应性能的关键参数,研制了水流环境温度传感器动态响应测量装置。首次评定了时间常数测量的不确定度,通过提出微小时间域内,电压示值与时间的线性关系,实现了温度参量不确定度向时间参量的传递,以工作用I级T型铠装热电偶为对象进行了不确定度评定。测量结果为=881ms±32ms(k=2),评定结果表明:温度变送器的响应时间和示波器测量电压值的允差是不确定度的主要来源,研究结果可为实验测量提供指导。     

音速热电偶

本文介绍一种用于斯贝航空发动机的新颖测温传感器——音速热电偶。它的特点是响应快,误差小,现已用于机载发动机自动调节系统,在地面气流温度测试中,可用作参考标准热电偶。     

有限空间爆炸瞬态温度的动态补偿方法研究 �

为改善铠装绝缘型热电偶的动态特性,采用集总热容法建立了热电偶传热模型,将其系统特性简化为一阶惯性系统,为验证系统阶次的合理性并确定传递函数参数,建立了最小二乘支持向量机系统辨识模型,采用高温油浴法进行了热电偶动态标定实验,基于动态标定数据和粒子群优化算法,建立了热电偶动态补偿模型。实验结果表明:由集总热容法和系统辨识模型确定的系统传递函数能够较为准确的描述铠装绝缘型热电偶的动态特性,传递函数在阶跃激励下的响应曲线与动态标定实验中传感器的输出曲线具有较高的一致性,基于粒子群优化算法的动态补偿模型表现出较好的补偿效果,经补偿后系统响应时间由7.124s减小为1.187s,且传感器工作频带得以有效扩展,将该方法应用于有限空间爆炸瞬态温度的动态补偿中,能够在一定程度上减小传感器的动态测量误差。     

嵌入式发动机活塞温度测试系统设计

针对发动机活塞温度缺乏有效的测试手段,设计了一种嵌入式活塞温度测试系统;选用K型热电偶作为温度传感器,利用AD590配合2.5V基准电压源输出补偿电势对热电偶冷端温度进行了补偿,通过调节AD8495设定点电压在预设温度下输出上升沿实现了可调触发温度功能;系统在PIC单片机控制下通过内置模数转换器(ADC)采集活塞顶部3个测点的温度数据后,通过CC2530将测试结果发送至上位机接收平台;测试前在高温箱内对系统进行了标定,将实测值与标定值进行了对比并在发动机台架上进行了试验;实测结果表明:系统测量误差为±1℃,在130℃的高温环境下仍能正常工作,具有良好的稳定性和可靠性。     

火焰温度场测试中的传感器动态特性补偿

在进行爆温测试时,爆炸伴随的高温火焰具有变化快、温度高、测试环境恶劣等特点.针对这种特定的测温场合,运用火焰温度源法研究了热电偶传感器在火焰温度场中的动态响应特性.为了减小热电偶的动态测量误差,通过粒子群优化算法(PSO)建立了测试系统的动态补偿滤波器模型.实验表明,这种研究方法有效地改善了热电偶的动态测量误差,对通过爆温测试进行弹丸热毁伤评价有一定的参考价值.     

基于量子粒子群算法的热电偶动态校准及动态补偿技术研究

为了实现热电偶传感器的动态校准及动态补偿,有效改善热电偶的动态特性,利用半导体激光加热高、加热快的优点,构建了可溯源温度动态校准系统,实现了热电偶的可溯源动态校准,测得了C型热电偶的时间常数。应用量子粒子群优化算法建立了热电偶传感器的动态补偿滤波器模型,有效改善了热电偶的动态特性,减小了热电偶传感器的动态误差。     

改进型灰狼算法在热电偶动态补偿中的应用

为解决热电偶传感器在瞬态温度测试过程中因传感器动态性能不足引入动态误差影响测试精度的问题,提出基于改进型灰狼优化算法的热电偶传感器动态补偿方法.通过改变候选解产生策略和引入动态权重因子,对灰狼优化算法(GWO)进行改进,从而进一步提高了热电偶传感器的时间常数.根据热电偶传感器水浴法校准数据寻优获得补偿系统传递函数,并对实测火焰数据进行实验.实验结果表明,水浴法校准数据经补偿后时间常数由0.0685s提升为0.0147s,动态误差减小了近75%.经IGWO寻优获得的动态补偿系统,可有效地改善热电偶传感器的动态特性,减小热电偶传感器的动态误差.     

基于测温偏差机理的温度传感器结构优化设计

针对某航空发动机上选用的滑油温度传感器响应速度慢、稳态测温偏差大的问题,以测温偏差的产生机理为导入,通过对测温偏差和时间常数计算公式的推导,明确稳态和动态测温偏差共同的影响因素,并以此为基础,结合滑油温度传感器在发动机上的工作环境和其自身的结构尺寸限制,提出一种增加测温端长径比、提高表面传热系数的传感器测温端结构优化措施。改进后的滑油温度传感器随发动机开展整机试验验证,试验结果表明,改进措施合理有效,改进后的传感器动态响应速度可提升至原传感器的6倍,稳态测温偏差优于1%,能够满足发动机的使用需求。     

热膜式空气质量流量传感器动态特性研究

空气流量传感器可以精确测量发动机进气量,发动机在进气管内的流动是流速变化较大的非稳态流动,需要流量传感器具有较快的动态响应特性。通过建立取样流道中的热固耦合模型,利用流体力学的方法,模拟计算动态响应特性,获得了流量传感器探头的温度场,利用阶跃脉冲模拟计算了传感器的动态响应特性,利用气道试验台进行动态响应特性的测试。热膜的热平衡需要一个自我调整的过程,所以,实测的动态响应速度低于计算模拟值。     

温度传感器动态性能测试技术研究

针对温度传感器的动态性能研究问题,本文介绍了对瞬态表面温度传感器进行动态校准的系统的原理框图、组成装置以及实验结果,并探讨了动态补偿的方法。动态测试结果验证了方案的可行性,表明本系统稳定性好。测试结果对热电偶温度传感器的研究和应用具有一定的参考价值。     

基于传热原理的热电偶测温误差模型及应用

应用传热学原理研究了热电偶静态测温误差和动态响应模型及减少测温误差的方法。热电偶测温误差是由热电偶与周围环境净热辐射引起,对流传热系数大小决定性地影响测温误差。带遮热套热电偶高速抽气时能有效减少测温误差,裸装和不抽气的热电偶不能直接应用于气体温度在线检测;动态响应过程误差还受时间常数0τ影响,30τ可视为动态响应结束时间。此研究结果不仅可用于裸偶信号校正、高精度温度信号获取及动态读数时间选取,也可为温度在线控制提供科学依据。     

基于递归神经网络的热电偶测温滞后的动态补偿

提出了一种基于递归神经网络的热电偶测温滞后的动态补偿方法,利用神经网络良好的非线性映射能力,建立传感器的动态逆模型,实现对传感器的动态补偿。实验结果表明:检测信号经过动态补偿后,能够克服传感器的测量滞后,达到稳态的时间从补偿前的26 s缩短到大约5 s,传感器的动态性能得到较大的提高。