多路压力传感器自动校准系统的设计与实现
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摘要
风洞实验在气动力学研究和飞行器气动设计中具有非常重要的作用。它是依据运动的原理,将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中,人为制造气流通过,模拟空中各种复杂的飞行状态,以此获取实验数据。在风洞实验技术中,压力测量一直是飞行器模拟实验的一项重要内容,而压力传感器则是风洞试验中重要的测试仪器。为了确保风洞实验压力数据测试的准确性及可靠性,风洞实验所使用的压力传感器的校准工作十分重要。
     目前我单位各个风洞中使用的压力传感器,特别是测量总压、静压和底压所使用的压力传感器,绝大部分都是在我所在的科研室进行校准测试及完成其校准工作的。但我们的校准方法还很落后,手动加压、人工读表、人工将校准数据输入计算机、人工判断校准结果、手动填写校准证书等,由于数据繁多,极易发生输入错误导致校准结果不正确;一旦输入错误后很难察觉,发觉后更正又需要耗费大量的时间和精力,甚至造成风洞试验数据的报废。
     近十年来,传感器技术的不断发展,风洞实验中使用的传感器类型也越来越多样化,这也为传感器的校准带来了新的问题。某些类型的压力传感器,特别是绝压传感器,已经不能像以前一样使用统一的方法来校准,校准工作变得复杂多样。同时,传感器精度的提高对压力标准和校准设备的要求也越来越高。
     在这种情况下,我们提出了在现有装备的基础上、研制并开发出一套多通道的压力传感器自动校准系统。本系统拟在高精度压力控制器RUSKA7215i的基础上,在电子计算机的控制下,通过相应的硬件和软件扩展,消除传感器校准期间的各种干扰和人为失误,自主地完成整个校准过程。多路压力传感器自动校准系统的完成和投入使用,将提高传感器静态参数校准的速度,还能提高校准结果的可信度,为风洞实验使用压力传感器提供更加有力的保障。
Wind tunnel experiments play an important role in the gas dynamics research and aircraft aerodynamic design which based on the principle of relativity. In the experiments, we fix the model or real aircraft in artificial environment on the ground and then get man-made airflow through the environment, and then simulate the air flight states to get experimental data. In wind tunnel test technology, pressure measurement has been an important content in aircraft simulation experiment. In order to ensure the accuracy and reliability of the pressure testing data, the calibration work of the pressure sensor becomes very important.
     At present, the calibration method we are using is a little falling behind. All manually operations including applying pressure, getting test data, entering the calibration data into the computer, reviewing the calibration results, filling the calibration certificates and so on, because of the large amount of the manually input data, input error is quite common which can result in very serious problems, even making the whole wind tunnel experiment dumped.
     Over the past decade, due to the continuous development of sensor technology, wind tunnel experiments adopted more and more diverse types of sensors, which brought some new calibration problems. Certain types of pressure sensors, in particular, absolute pressure sensor, is no longer the same as before, using the unified approach to calibration is not suitable, and the calibration is becoming complicated and diverse. The improvement of the accuracy of the pressure sensor gets an increasing requirement of the standard pressure providing and the calibration of equipments.
     In this case, we are going to develop a set of multi-channel pressure sensor automatic calibration system based on the existing equipment, in order to satisfy most of the sensor calibration of our wind tunnel experiments.
引文
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