压力测试取样管路系统动态特性分析及畸变信号的修正

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随着我国国防装备性能的大幅提升,对武器系统的测试也提出了新的要求。为了使装甲车、坦克等具备更出色的机动性,满足现代化战争的需要,对动力舱内的热平衡参数的获取显得尤为重要。由于动力舱内空间有限且温度较高,因此需要采用管道引压的方式对舱内压力进行测量,但是脉动压力信号经过管道后产生较大扰动,导致压力信号发生畸变,本文针对此问题进行了一系列理论分析及实验探究。从电传输线理论入手分析得出了流体在管道内传输的基本方程,确定了输入与输出端参数的关系式,并且采用闭端管路模型计算了在动力舱项目中使用管路系统的谐振频率。其次,设计了基于单频正弦脉动压力源的实验方案,探究长度、弹性模量、直径等参量对压力管道动态特性的影响。同时设计了基于SOPC的数据采集存储模块、压力传感单元的模块,成功构建了脉动压力测试系统,并通过实验讨论了复杂管路的线性特征。在此基础上设计了频域修正算法对畸变信号进行修正,编写Matlab修正程序,并且利用单频脉动压力及坦克实测风压数据,对修正算法效果进行验证。实验结果表明:长度是影响管道特性最主要的因素;动力舱项目中用的管道线性特征良好;编写的基于Matlab的频域修正程序能够完成对畸变信号的修正。此外,结合工程实践对合理利用管道特性及修正方法做出讨论。1)提出了在测量微小压力信号时利用管道的动态特性提高测量信噪比的思想,并且借助于带通滤波器的设计思路,分析了管道选取的基本规则。2)分析了在云爆测试中利用管道引压方式减小强光高温对传感器敏感元件影响的可能,并指出了选取管道应当注意的方面。3)提出了利用频域修正法提高带有容腔和管道的压力传感器的频响特性的设想。
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