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雙量程E+E壓力傳感器的動態(tài)特性研究
大推力比固體火箭發(fā)動機在航空航天領(lǐng)域應用比較廣泛,其推力的測量是試驗研究工作中一項非常重要的內(nèi)容,為發(fā)動機的性能分析提供原始參數(shù),為調(diào)整裝藥參數(shù)和改進推進劑使之全面滿足設計要求提供了依據(jù)。準確測量大推力比固體火箭發(fā)動機的推力參數(shù)是研制火箭發(fā)動機成敗的關(guān)鍵。

雙量程E+E壓力傳感器的動態(tài)特性研究
大推力比固體火箭發(fā)動機的推力測試問題主要是兩級推力比大,發(fā)動機工作過程中級間推力切換使得系統(tǒng)的動態(tài)特性復雜化。推力瞬態(tài)變化帶來的動態(tài)測量誤差問題給過渡段試驗數(shù)據(jù)的處理帶來難度。采用傳統(tǒng)單個傳感器進行發(fā)動機全程測試,其測試精度在小推力段很差。針對大學物理實驗中的E+E壓力傳感器特性測量實驗存在測量精確度低、計算復雜、特性描述差等問題,文章基于單片機控制與計算機分析相結(jié)合的方案,設計了E+E壓力傳感器特性測量實驗系統(tǒng)。通過利用精密儀表放大器AD620、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809、MCS-51單片機和電平轉(zhuǎn)換電路MAX232等構(gòu)成的主體電路采集壓力非平衡電橋的電壓值,采用計算機對數(shù)據(jù)進行處理分析,從VB編譯的人機交互界面中得到傳感器靈敏度,非線性度及滯后誤差等特性結(jié)果。此系統(tǒng)測量E+E壓力傳感器特性的準確率更高,特性曲線更直觀。如何提高大推力比小量程段的測試精度,解決大推力到小推力轉(zhuǎn)換過程中的滯后現(xiàn)象,完善數(shù)據(jù)處理方法都是大推力比火箭發(fā)動機推力測試技術(shù)中值得研究的問題。首先介紹了雙量程E+E壓力傳感器的結(jié)構(gòu)及其工作原理,并詳述了確定結(jié)構(gòu)尺寸時的強度校核,給出了構(gòu)件圖和總裝配圖。其次對雙量程E+E壓力傳感器進行了靜態(tài)加載試驗,采集輸入輸出數(shù)據(jù),擬合得出輸入輸出關(guān)系式,根據(jù)相關(guān)理論計算得到了靜態(tài)標定的各項指標。然后對小量程傳感器進行掃頻實驗得到其固有頻率,對各傳感器進行錘擊實驗,對實驗結(jié)果進行傅里葉變換得到各傳感器的頻響函數(shù)曲線。再運用機理分析法得到各傳感器的k、m、c、幅頻特性曲線和相頻特性曲線,用Adams軟件建立了二自由度振動模型,將模型參數(shù)設置為各傳感器的k、m、c,根據(jù)仿真結(jié)果評價了雙量程E+E壓力傳感器的動態(tài)特性,使用該雙量程E+E壓力傳感器可以準確測量推力比5:1以內(nèi)的動態(tài)力。zui后提出了一種雙量程E+E壓力傳感器動態(tài)測量誤差的補償算法,并結(jié)合Adams軟件驗證了該算法可以很好地補償動態(tài)測量誤差。

雙量程E+E壓力傳感器的動態(tài)特性研究
設計方案有效地解決了大推力比固體火箭發(fā)動機推力測試中大量程和高精度不能兼顧的問題。提出的誤差補償算法能夠很好地利用雙量程E+E壓力傳感器具有兩路輸出的特性對小量程傳感器的輸出結(jié)果進行誤差補償,是對目前傳感器測量數(shù)據(jù)處理方法的補充和完善。