冲击波压力传感器系统准静态校准方法研究(2)
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本文研究任务及章节安排 3
2 冲击波压力传感系统准静态校准方法相关理论基础 5
2.1压电式压力传感器特性分析 5
2.2半正弦信号频谱特性分析 6
2.3准静态校准用落锤液压装置 8
2.4比对式准静态校准的实验方法 9
2.5 小结 9
3 基于落锤液压标定装置的冲击波压力传感系统的准静态校准实践 11
3.1标准压力监测系统组建 11
3.2典型冲击波压力测量系统组建 12
3.3标准监测系统量值传递及标定 12
3.4 标准压力监测系统压力监测不确定度评定方法 15
3.5典型冲击波压力测量系统校准 16
3.6 小结 19
4 基于准静态校准的测量系统工作特性参数求取方法研究 20
4.1引言 20
4.2 传感器系统工作参数求取 20
4.3典型冲击波压力系统低频传递特性求取 24
4.4 小结 27
结 论 28
致 谢 30
参考文献31
1 引言
1.1 冲击波压力校准方法研究背景及意义
冲击波压力测试在工程领域特别是军工领域有着重要的作用，其压力特征参数是评价炸药或武器爆炸威力的一个主要手段。各种爆炸兵器都要准确测定弹药爆炸时产生的冲击波超压和冲量，用以衡量武器的毁伤效应，是评价爆破战斗部损伤效果的一项重要指标。冲击波压力测试也是爆轰物理实验的一个重要项目，其压力特征参数是评价炸药或武器压力爆炸威力的一个主要手段。因此，其准确测量对国防事业及国民经济建设具有重要的意义[1]。
常见的冲击波压力测量方法有：等效靶法、电测法、生物试验法、光电测试法、存储测试法等[2]。最常见的为电测法。
爆炸冲击波压力传感系统在实际毁伤工况下测量时，由于受到各种干扰的影响（如温度，冲击振动），而使传感器系统产生额外的响应（简称为寄生响应），这种响应将严重影响冲击波压力信号的判读，甚至会使传感器系统的响应产生严重的畸变，为获取准确的冲击波压力信号，需对传感器采取必要的干扰抑制措施（如隔温、减振等）。采取这些抑制措施后，传感器的灵敏度及其动态特性将会发生变化，因而必须对采取抑制措施后的传感器系统进行校准。
对压力传感器及其测量系统的校准是为了检验传感器工作特性参数在实际工况下所产生的变化。
由于传感器工作原理，ICP型压电式传感器的绝缘电阻不可能无穷大，会有电荷泄漏的现象，信号无法保持恒定,低频特性不佳。这从根本上决定了静态校准不适合压电式传感器的校准。而且静态校准加载时间长，使传感器的使用寿命急剧缩减。冲击波压力信号的能量主要分布于低频段，故准静态校准方法是校准冲击波压力传感器系统的最佳选择。
本文针对冲击波压力测试系统校准中存在的问题，对冲击波压力准静态校准方法进行研究。包括标准压力监测系统组建，量值传递及标定，典型冲击波压力系统的组建及准静态实践，工作特性参数求取。解决冲击波压力测试中测量系统的校准问题。
1.2 国内外研究现状
在航空航天，国防和能源等领域，冲击波压力校准有极大地应用空间。基于冲击波压力信号的重要性，国内外专家学者对冲击波压力的测量及传感器系统的校准方法进行了大量的理论研究与实践。但由于压力信号测量的工程应用、工程要求的不同，所需要的频段和压力信号的大小也不尽相同。这使得该领域的研究缺少统一的标准，测试手段和测量装置也无法通用。
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