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

雙量程E+E壓力傳感器的動態特性研究
大推力比固體火箭發動機的推力測試問題主要是兩級推力比大,發動機工作過程中級間推力切換使得系統的動態特性復雜化。推力瞬態變化帶來的動態測量誤差問題給過渡段試驗數據的處理帶來難度。采用傳統單個傳感器進行發動機全程測試,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合的方案,設計了E+E壓力傳感器特性測量實驗系統。通過利用精密儀表放大器AD620、模數轉換器ADC0809、MCS-51單片機和電平轉換電路MAX232等構成的主體電路采集壓力非平衡電橋的電壓值,采用計算機對數據進行處理分析,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果。此系統測量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換過程中的滯后現象,完善數據處理方法都是大推力比火箭發動機推力測試技術中值得研究的問題。首先介紹了雙量程E+E壓力傳感器的結構及其工作原理,并詳述了確定結構尺寸時的強度校核,給出了構件圖和總裝配圖。其次對雙量程E+E壓力傳感器進行了靜態加載試驗,采集輸入輸出數據,擬合得出輸入輸出關系式,根據相關理論計算得到了靜態標定的各項指標。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,對實驗結果進行傅里葉變換得到各傳感器的頻響函數曲線。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,將模型參數設置為各傳感器的k、m、c,根據仿真結果評價了雙量程E+E壓力傳感器的動態特性,使用該雙量程E+E壓力傳感器可以準確測量推力比5:1以內的動態力。zui后提出了一種雙量程E+E壓力傳感器動態測量誤差的補償算法,并結合Adams軟件驗證了該算法可以很好地補償動態測量誤差。

雙量程E+E壓力傳感器的動態特性研究
設計方案有效地解決了大推力比固體火箭發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果進行誤差補償,是對目前傳感器測量數據處理方法的補充和完善。