基于激光干涉仪同步测量的动态校准装置

为满足时变几何量的瞬时动态测试需求,研制了一种基于激光干涉仪同步测量的动态校准装置。该装置采用直线运动导轨和运动发生器、长度标准器激光干涉仪,以基于GNSS驯服时钟的同步触发器实现同步测量并确保时间准确稳定,并使用动态校准软件实现控制一体化。经综合分析激光干涉仪的最大允许误差、直线运动导轨的直线度、环境因素、触发信号间时延及激光干涉仪测量时延等因素,该装置的长度示值的测量不确定度为Q[1.8μm,3×10^(-7)L](k=2)。与同型号激光干涉仪的比对实验和激光跟踪仪瞬时长度测试实验,证明了不确定度评定的合理性以及该装置在瞬时动态准确度测试中的可行性。

考虑电磁干扰的差动式电容力矩传感器动态校准方法

在差动式电容力矩传感器校准过程中,受设备电磁干扰的影响,造成校准结果存在较大偏差。为解决这一问题,在考虑电磁干扰的前提下,提出差动式电容力矩传感器动态校准方法。在差动式电容力矩传感器存在电磁干扰的情况下,采用小波变换方法抑制传感器中的电磁干扰。通过差动式电容力矩传感器的组成结构构建参数化数学模型,获取动态激励和结构响应两者之间的频域传递关系,利用最小二乘法分析传递函数的频域几何关系式,对传感器展开动态解耦和动态补偿。通过冲击剪断装置形成的力矩信号对传感器动态标定,利用检测电路测量阶跃信号对标定结果校准,完成差动式电容力矩传感器动态校准。实验测试结果表明,所提方法可以获取满意的动态校准结果。

小惯性热电偶动态校准及频域分析

发动机进气温度畸变影响发动机的稳定性,通常使用小惯性热电偶来测量其快速变化的气流温度。为准确全面获取小惯性热电偶的动态特性,提出了一种小惯性热电偶的动态特性校准及评价方法,并阐述了小惯性热电偶动态校准装置的构建、校准试验以及频域分析。采用脉冲激光器与校准风洞相结合的小惯性热电偶动态校准方法,通过幅频特性和相频特性分析,拓展了小惯性热电偶的动态特性评价方法。用该校准方法对小惯性热电偶进行动态校准,结果A类相对不确定度最大值由7.2%减小到2.4%,可应用于30 ms以下量级快响应温度传感器的动态校准,为发动机进气温度畸变等高频动态温度测量提供技术参考。

原子层热电堆热流传感器动态校准技术研究

传统热流传感器动态校准方法,如热风洞法、激波管法等,已不能适应未来高速热流传感器的动态校准需求,存在输出热流小、热流不均匀、信号单一等问题。文中所搭建的动态测试平台,采用半导体激光器作为热流源,可以产生阶跃、脉冲、方波、扫频正弦等激励信号。时域上利用脉冲信号对传感器进行动态校准,测得其时间常数最大为87μs,且脉冲宽度在一定范围内变化时,时间常数的变化较小;频域上利用周期性的方波信号对传感器进行动态校准,通过FFT(Fast Fourier Transform,快速傅里叶变换)得到传感器与光电探测器的频谱特性曲线计算幅值比并做归一化,得到其响应频率为2160 Hz。

基于FPGA的角度动态校准信号同步采集电路研究

针对角度动态校准时各测角系统间信号延时不一致问题展开研究。对信号延时差异带来角度同步误差的产生机理进行阐述,建立角度同步误差模型并明确与系统间延时差异间关系;设计并研制基于FPGA的信号同步触发采集电路,说明了定角触发在信号同步中的应用。搭建转台实验平台并开展验证实验,实验结果证明:在不同转速下,测角系统间角度同步误差与转速为线性关系,延时差异基本不变,保持在45.369~46.641μs范围内。

采用动态校准与联合分布对齐的旋转机械跨工况故障诊断

迁移学习作为一种解决领域间分布差异的有效技术,近年来在故障诊断领域得到了越来越多的关注。然而,现有的旋转机械故障诊断方法在迁移学习过程中,通常未能充分考虑不同样本对诊断结果的影响。此外,传统的边缘分布对齐方法在减小源域与目标域数据之间分布差异方面的效果也不够理想,在很大程度上限制了迁移学习方法在实际应用中的有效性。针对以上问题,提出一种基于动态校准与联合分布对齐的旋转机械跨工况故障诊断方法。首先,该方法构建动态校准残差网络(DCRN)作为特征提取层,该层通过设计动态校准结构,根据不同样本的权重进行调整,增强网络的特征表达能力;其次,设计域自适应层并提出一种新的联合分布对齐机制(JDAM),该机制在进行特征对齐时,充分考虑了源域与目标域数据之间的边缘分布差异和条件分布差异,使得网络模型在源域上学习到的知识可以有效迁移到目标域上,从而显著提升目标任务的性能;最后使用I-Softmax函数优化分类器,使网络能够更好地识别不同状态的故障。使用美国凯斯西储大学轴承数据集、MFS轴承数据集与滚轴齿轮数据集进行实验验证,在跨工况与变噪声条件下,所提方法的平均准确率分别为96.50%、96.87%和94.72%,表明所提方法具有较高的故障诊断准确率和良好的泛化能力。

热电偶动态校准系统设计及动态性能评估方法

热电偶传感器的动态特性与其换热方式密切相关,针对热电偶传感器动态校准的问题,分析了不同换热方式下的热电偶动态特性,应用激光器建立了动态校准系统,可实现热电偶应用环境下的动态校准。对一球形偶结K型热电偶进行了动态校准实验,得到了其时间常数值。并给出了传感器工作频带的求取方法及动态不确定度估算方法,该热电偶的工作频带为0.16398 Hz,相对动态不确定度小于1%。该动态校准系统及动态性能评估方法可改进以适用于其他对流换热环境下的热电偶动态校准。

动态校准方法在低频低压减负荷方案中的应用

随着我国经济的快速发展,电力系统的稳定运行日益受到关注。在电力系统中,低频低压减负荷方案是保障系统安全稳定运行的重要措施,但是传统的减负荷方案存在一定的局限性,比如负荷数据不准确、校准方法不完善等。基于此动态校准方法运用而生,它能够及时获取负荷变化信息,自动校准负荷,为低频低压减负荷方案提供准确的数据支持。本文旨在探讨动态校准方法在低频低压减负荷方案中的应用,期望提高减负荷方案的精确性和可靠性。

傅里叶变换红外光谱仪动镜倾斜和动态校准研究

分析了迈克尔逊干涉仪中动镜和定镜在圆形通光孔径情况下动镜在扫描过程中倾斜对干涉调制度的影响.为满足干涉调制度要求,理论计算发现动镜倾斜角度需控制在1″以内,对应的相位误差为±6.6°以内.为了解决此问题,使动镜和定镜保持准直,采用定镜动态校准系统对动镜倾斜误差进行校准.实验结果表明,校准后的XR和YR相位误差的均方根分别为1.02°和1.25°,满足系统要求.动态校准系统能够有效地校准动镜长距离运动过程中发生的倾斜误差,对高分辨光谱仪的设计和研制具有一定的指导意义.

基于CO2激光器的温度传感器可溯源动态校准

提出一种利用同一可高频调制的高功率CO2激光器发出的连续激光和脉冲激光作为热源,在同一系统中进行辐射温度计(红外探测器)静态校准和被校表面温度传感器动态校准的新方法。由于高速辐射温度计的频率响应特性优于被校温度传感器,因此以前者的响应作为真值来校准后者并获取系统误差的修正值。避免了因传感器安装环境差异及热物性的变化所产生的误差,解决了表面温度传感器动态校准的溯源难题。利用该方法对美国OMEGA公司CHAL-010型热电偶进行了动态校准实验,获得了该热电偶的时间常数和动态测温误差的修正值,系统重复性很好。

存储式电子测压器应用环境下动态校准

为保证存储式电子测压器在高温高压高冲击的实测环境中测试的精度,根据新概念动态测试理论,研制了模拟膛压校准系统。该系统能够模拟火炮膛内高温高压的测试环境,在该环境下对存储式电子测压器进行动态校准,得到电子测压器的动态灵敏度。将该动态灵敏度用于实测数据的计算结果表明,测压器模拟应用环境下动态校准能够有效地避免试验环境与校准环境不同引起的测试精度差异。

面向冷链物流农产品品质感知的TTI动态校准方法

时间-温度指示器(TTI)是一种可以跟踪冷链物流温度历程的智能装置,可以指示相应的农产品品质。但现有的TTI匹配条件在一定程度上限制了TTI的应用范围,即使TTI满足了传统匹配条件的要求,但应用效果也会受到农产品采收品质波动的影响。通过使用反应动力学方程和等量线方法,在原有的匹配过程中引入了TTI的校准过程,并借此推导TTI匹配所需的基本条件,以及校准过程所需的参数。结果表明,TTI匹配性判断所需的基本条件仅为农产品品质与TTI的反应活化能相等,或两者等量线存在比例关系。在此前提下,利用公式推导或等量线的绘制过程,可以求得静态校准和动态校准时所需的相关参数,经过校准后的TTI即可与对应的食品完成匹配。校准过程的引入可以显著扩大TTI的适用范围。除此之外,动态校准模型还可以缩小处于变化中的TTI和农产品对应品质之间的差值,提高TTI指示货架期的精确性。最后,通过使用两种酶型TTI、两种不同激活条件的化学型TTI和玫瑰香葡萄进行验证实验,实验结果证明经过合理校正之后TTI的等量线普遍与玫瑰香葡萄的品质等量线更接近,对其指示效果精准。

压力传感器动态校准不确定度评定

压力传感器动态校准不确定度是表征其测量精度的重要指标.提出一种用于压力传感器动态校准不确定度评价的灰色方法.首先,使用正弦压力发生器产生标准的正弦压力信号驱动被校传感器,获取传感器特征输出;然后采用灰色关联分析处理传感器特征数据,得到权重数列;之后建立灰色模型并计算出各校准频率点的灰色偏度;最后采用加权最小二乘法去拟合以得到的工作频率范围内所有频率点的不确定数据,建立起被校压力传感器的动态校准不确定度模型.设置了幅值变化及不变两种情况下的实验验证方案,使用本文所提灰方法及黄方法分别对各方案下的数据进行处理;实验结果的对比表明:两种方案下所得动态校准不确定度曲线模型具有一致性;其中幅值变化情况下,两种方法在指定校准频率点所得校准不确定度的相对误差优于6%,在测试频率点相对误差也小于10%;幅值不变情况下,在大部分频率点处所得相对误差普遍小于5%,部分优于0.018%.实验分析证明,所提灰方法能很可靠地评估压力传感器动态校准不确定度.

基于量子粒子群算法的热电偶动态校准及动态补偿技术研究

为了实现热电偶传感器的动态校准及动态补偿,有效改善热电偶的动态特性,利用半导体激光加热高、加热快的优点,构建了可溯源温度动态校准系统,实现了热电偶的可溯源动态校准,测得了C型热电偶的时间常数。应用量子粒子群优化算法建立了热电偶传感器的动态补偿滤波器模型,有效改善了热电偶的动态特性,减小了热电偶传感器的动态误差。

基于加权数据融合和相关性的微型电子测压器改进的动态校准方法

为确保微型电子测压器在高温、高压、高冲击的实测环境中的测试精度,缩短校准周期,设计了模拟火炮膛内压力环境下的微型电子测压器动态校准系统,并从"虚拟"标准测试系统的建立和测压器动态灵敏度的计算两方面介绍了原始和改进的动态校准方法。对比分析其结果可知,改进的动态校准方法不仅能提高微型电子测压器的测试精度,而且能有效缩短校准周期,从而验证了改进的动态校准方法的可行性和合理性。

基于热电偶动态校准的非线性拟合方法研究

为了提高热电偶动态校准的准确性,采用半导体激光器、红外探测器和被校准热电偶组成新的热电偶动态校准系统,分析了动态校准中红外探测器静态校准目的。根据反向传播神经网络原理,确定了反向传播神经网络的结构和参量,同时针对普通K型铠装热电偶进行了动态校准实验,得到红外探测器静态校准数据,由此数据采用最小二乘法和反向传播神经网络分别进行数据的非线性拟合,对两种方法的拟合结果进行了分析,并给出了拟合曲线。结果表明,在样本数据少、分布不均匀的情况下,反向传播神经网络拟合效果优于传统的最小二乘法,减小了由于数据拟合所带来的误差,能够更加准确地获得热电偶动态特性,实现热电偶动态补偿。这一研究结果对于热电偶动态特性研究具有重要的参考价值。

高压传感器在高静压下的动态校准方法

提出了一种校准高压传感器频响特性的方法,动态校准系统主要由甘油油腔、霍普金森杆、气枪、应变片、电荷放大器、活塞式压力计和数据采集系统等组成。校准时先利用活塞式压力计在封闭式油腔中产生高静压,高静压作用于被校准的压力传感器。气枪发射子弹,子弹撞击霍普金森杆产生近似于冲激函数的窄脉冲应力波,应力波通过甘油传播并激励传感器,数据采集系统同时采集激励信号和传感器的输出信号,最后计算出被校传感器的频响特性。分析了瞬态信号的脉宽与频率校准范围的关系。该校准方法是高压测试系统动态校准的理想方法,实现了高压下压力传感器的动态校准,可校准的下限频率严格地达到零频,为动态高压测试提供有效的计量手段。

激光在瞬态表面温度传感器的动态校准系统中的应用研究

瞬态表面温度传感器动态校准系统利用脉冲激光使热源表面产生温升，通过被校传感器和红外探测器同时对此热源测量结果的对比来校准温度传感器的动态响应。本文介绍了激光在瞬态表面温度传感器动态核准系统中的应用原理、系统组成和实验结果。实验表明，脉冲激光作为热源用于该校准系统是可行的。

基于小尺寸Hopkinson杆的动态校准系统

针对高g值高安装谐振频率加速度计动态校准过程中高g值窄脉冲加速度激励信号难以产生的难题,提出了基于小尺寸Hopkinson杆的动态校准系统。该系统采用压缩空气作为激励源,小尺寸精密校准杆作为加载装置来产生窄脉冲加速度激励信号,并通过轴向激光干涉仪进行激励信号的测量。且校准实验结果表明,该系统可以充分激起安装谐振频率为180kHz的高g值加速度计B&K 8309的高阶谐振频率,校准结果较为理想。

薄膜热电偶的动态校准及辨识建模

本文利用脉冲激光对一种薄膜热电偶进行了动态校准实验，采用系统辨识方法，从时域角度建立了薄膜热电偶传感器的动态数学模型，利用所建模型分析传感器的动态特性，给出了传感器的动态性能指标，并为改善其动态特性提供了依据。