题目：气流温度测量系统的动态校准方法研究

 

气体温度动态测试技术在航空、航天及工业领域中的需求越来越广泛。为了保证动态测试结果的准确性和可靠性，需要进行动态校准。对于动态气体温度测量系统校准方法，主要存在动态激励信号发生与溯源评估问题。论文根据航空航天对于动态温度测量与校准的需求，对动态温度发生方法与激励信号溯源进行了深入研究，主要内容如下：

1.      研究了气体温度动态激励信号的发生问题，提出了基于激波原理的动态温度信号发生方法。采用循环结构高压腔体，产生温度均匀的高焓值空气，满足激励温度信号幅值要求；基于爆膜原理，产生快速上升激励温度信号，满足动态校准对输入信号频率覆盖范围要求；采用恒压气体流量驱动方法，保持低压腔内高压恒定且满足节流喷嘴滞止条件，实现对于被校热电偶的有效激励。

2.      研究了激波过程中气动参数关系，提出了高压腔内高焓值气体参数补偿方法，消除了激波过程低温区与高温区之间的温度间断，减小了高温区持续时间对于校准结果的影响，实现了由于重复高温实验对于激励信号影响的温度幅值补偿；分析了低压腔内边界效应对于空气激励温度的影响，验证了在低压腔壁面温度影响条件下，该补偿方法的有效性。

3.      研究了接触式温度测量误差问题，分析了浸入误差、辐射误差、以及高速流动介质造成的测量误差以及由于热电偶保护套造成的热损误差，建立了结合动态温度信号发生装置各类误差与特征因素之间的定量关系，实现装置响应结果的动态误差分析的指导评估。

4.      研究了不同条件下热电偶时间常数评估问题，提出一种基于三支热电偶差值信息融合时间常数评估方法，实现了定流速条件下缺少激励信号先验信息的热电偶时间常数估计，克服了测量端温度变化及共模干扰的影响；建立了介质流速与热电偶时间常数之间数学模型，实现了变流速条件下对时间常数的定量描述；建立了铠装热电偶动态数学建模，验证了模型参数及阶次辨识的合理性。