瞬態(tài)高溫傳感器動(dòng)態(tài)特性分析及爆溫測試應(yīng)用.pdf

1、在國防事業(yè)的建設(shè)中，隨著彈藥武器的快速發(fā)展，在評估彈藥爆炸時(shí)所產(chǎn)生溫度場的熱效應(yīng)方面，對爆溫測試技術(shù)提出了更高的要求。由于爆炸時(shí)產(chǎn)生火球的溫度峰值高、作用時(shí)間短、變化劇烈，且其他強(qiáng)干擾元素頗多，因此爆溫測試面臨難題。
　　經(jīng)驗(yàn)表明，在進(jìn)行爆溫測試時(shí)，如果采用非接觸式測溫方式，則會因很難獲得爆炸產(chǎn)物實(shí)際的發(fā)射率而使測試結(jié)果偏差很大，因此目前多采用以熱電偶測溫為主的接觸式測溫方式。由于傳感器本身的熱慣性及有限的熱傳導(dǎo)作用，用熱電偶進(jìn)行

2、瞬態(tài)高溫測試時(shí)，也會使熱電偶的測量值與被測對象的真實(shí)值之間存在動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差，而誤差的大小與熱電偶溫度傳感器在相應(yīng)溫度場中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性息息相關(guān)。
　　本文針對火焰溫度場環(huán)境下的瞬態(tài)高溫測試，基于接觸式測溫理論，提出了一種熱電偶溫度傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的分析方法——高溫火焰法。首先用此方法在實(shí)驗(yàn)室條件下獲取了熱電偶的時(shí)間常數(shù)，也即熱電偶在火焰溫度場中的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。然后在熱電偶的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性無法滿足爆溫測試要求的情況下，用高溫火焰法所

3、得結(jié)果，基于系統(tǒng)逆建模的思想，在MATLAB環(huán)境下采用粒子群優(yōu)化算法(PSO)建立了熱電偶溫度傳感器的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償濾波器模型，對此熱電偶在火焰溫度場中的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了補(bǔ)償。繼而以FPGA為核心，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了用于瞬態(tài)高溫測試的存儲式溫度測試系統(tǒng)，并將所設(shè)計(jì)的測試系統(tǒng)應(yīng)用到爆炸現(xiàn)場，獲得了彈藥爆炸時(shí)火球溫度的測量值。最后在此基礎(chǔ)上，用所建立的熱電偶溫度傳感器的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償濾波器模型對現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了修正，從而得到了彈藥爆炸時(shí)火球溫度的補(bǔ)償值。