DB31/T 1323-2021 航空航天用压力传感器动态测试方法.pdf

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DB31/T 1323-2021 航空航天用压力传感器动态测试方法.pdf

ICS 17.100 CCS N11

Dynamic test method of pressure transducers for aeronautic and astronauticapplications

范围 . 规范性引用文件 术语和定义 测试内容和条件· 4.1航空航天用压力传感器的测试内容 4.2航空航天用压力传感器的测试要求 测试设备和方法... 5.1正弦压力标准装置 5.2阶跃压力标准装置 5.3动态压力测试的辅助设备 附录A(规范性)正弦压力信号的基频确定

合肥市装配式建筑应用技术些列手册02--钢结构设计篇(合肥市城乡建设局2020年4月)范围 规范性引用文件 术语和定义 测试内容和条件 4.1航空航天用压力传感器的测试内容 龄定的工用正士生励

4.1航空航天用压力传感器的测试内

5.2阶跃压力标准装置 5.3动态压力测试的辅助设备 附录A(规范性)正弦压力信号的基频确定 附录B(规范性)正弦信号三参数DFT法计算正弦波幅值和相位 附录C(规范性)激波管阶跃压力信号数据处理方法 C.1简介 11 C.2参数计算方法 12 附录D(资料性)航空航天用压力传感器动态测试报告(格式样例)

本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起章草规则》的规定 起草。 本文件由上海市市场监督管理局提出。 本文件由上海市航天工业标准化技术委员会归口。 本文件起草单位:上海市计量测试技术研究院、上海飞机制造有限公司、中国航发上海商用航空发 动机制造有限公司、昆山双桥传感器测控技术有限公司、上海精密计量测试研究所。 本文件主要起草人:张忠立、王灿、徐子翼、林正皓、王冰、孙波、翁俊、徐尊、刘春光、张进明、任学弟

航天用压力传感器动态测试方法

本文件规定了航空航天用压力传感器动态测试的内容、测试要求、测试设备以及测试方法等。 本文件适用于航空航天领域压力传感器及压力测量系统的基于正弦压力标准装置的频率响应测试 以及基于激波管标准装置的阶跃响应测试

4.1航空航天用压力传感器的测试内容

航空航天用压力传感器的测试内容及相应要求应至少符合表1的规定。

注1:表中“十”表示应测试内容,“一"表示可不测试内容。 注2:本文件中不涉及静态准确度,其测试方法遵循JG860中的规定。 注3:幅值灵敏度相对误差、相移是采用正弦压力标准装置,按照附录A和附录B的方法进行测试;上升时间、计 振频率、过冲最和建立时间是采用激波管压力标准装置,按照附录C的方法进行测试。

4.2航空航天用压力传感器的测试要求

4.2.1压力传感器的铭牌上(或其他位置)应标明产品名称、型号、规格、测量范围、准确度等级、制造单 位(商标)、出厂编号、制造年月等信息,并清晰可辨,且应有技术文件或说明书明确压力传感器的激励 电压。 4.2.2用于差压测量的压力传感器压力输入端口处应有能区分高压(H)和低压(L)的标志。 4.2.3压力传感器固有频率应不小于实际或设计使用工况环境的压力变化频率的10倍,若为压阻式 压力传感器,则其固有频率应不小于实际或设计使用工况环境的压力变化频率的5倍。 注:实际或设计使用工况环境的压力变化频率是指根据实际或设计工况得到的预估频率。 4.2.4压力传感器的正常工作压力量程应至少覆盖其实际使用工况环境的压力变化范围,其最大耐压 值应至少为量程上限的2倍。 4.2.5标准测试环境条件:温度20℃士5℃,相对湿度≤75%,大气压力90kPa~106kPa,测试设备周 围应无振动、强电磁场、放射性源等影响测试结果的外界于扰。

5.1正弦压力标准装置

表2正弦压力标准装置的技术要求

注1:幅值是指去除直流分量后的正弦波幅值。 注2:正弦压力标准装置的正弦频率和压力范围应能根据被测压力传感器进行调节。

5.1.2.1测试要求

频率响应测试的测试要求包括以下儿点: 压力传感器的安装。安装被测压力传感器与标准压力传感器应对称安装,使其感受相同的压 力变化,做完所有的测试频率点后将标准压力传感器和压力传感器对换安装位置进行第二次 测试,以两次测试数据的平均值作为最终测试结果。 b) 标准装置的检查。正弦压力标准装置内腔应清洁,无杂物。若有,可用清洁的气体吹扫。 测试频率点的选取。测试频率点可根据实际使用工况指定,当被测压力传感器量程覆盖0Hz~ 5000Hz时,—般在0Hz~200Hz、200Hz1000Hz、1000Hz5000Hz、5000Hz以上,这 4个范围段内各选择至少1个频率点;当被测压力传感器量程未覆盖0Hz~5000Hz时,在量程

范围内均匀选择6个或更多点,对每个频率点的测量次数不少于12次(即首次安装后测量不少 于6次,对换安装位置后再测量不少于6次)。 d)工作介质的选取。测试时的工作介质宜为清洁的空气或无毒、无害和化学性能稳定的气体。 e 采样频率的选取。采样频率宜为当前测试频率点的500倍以上。 f 预热。测试前,压力传感器、测试仪器应根据仪器厂家说明书中的要求进行预热,或至少通电 预热30min

5.1.2.2 测试步骤

幅值(=1,2,"*,m)

5.1.2.3测试结果的计算方法

正弦压力标准装置测试结果的计算主要为以下参数: 幅值灵敏度相对误差: 对于所选定的一系列测试频率点f:,根据5.1.2.2得到CAj、CBj值,按公式(1)计算各频率 处压力传感器的蝠值灵敏度平均值:

最后幅值灵敏度相对误差由公式(3)计算得到

K一待测压力传感器的静态灵敏

K—待测压力传感器的静态灵敏度。

注,下标i代表测试额率点序号。 b)相移: 对于所选定的一系列测试频率点:,根据5.1.2.2得到6Aj、6Bj值,按公式(4)计算压力传 的相移平均值:

5.2阶跃压力标准装置

阶跌压力标准装置根据发生原理的不同可分为激波管压力标装置和快开阀压力标准装置。 阅压力标准装置的阶跃压力上升时间比激波管长,更适于低频特性的测试。为满足航空航天用压 感器高颜特性的测试,本文件的测试方法采用激波管压力标准装置。

表3激波管动态压力标准技术要求

5.2.3阶跃响应测试的测试要求、测试步骤及计算方法

5.2.3.1测试要求

阶跃响应测试的测试要求包括以下几点: a 压力传感器的安装。安装被测压力传感器至激波管动态压力标准装置时,应使压力传感器的 感压面与周围平面齐平。若无法齐平安装,则应符合JJG624一20057.3.4.1h)的要求。 b 标准装置的检查。激波管动态压力标准装置内腔应清洁,无杂物。若有,可用适当的方式清 理,不应磨损激波管的内腔表面。 c)工作介质的选取。测试时的工作介质宜为清洁的空气或无毒、无害和化学性能稳定的气体。 d 采样频率的选取。采样频率应为被测压力传感器谐振频率的50倍以上。 e) 预热。测试前,被测压力传感器和激波管动态压力标装置应在测试环境条件下放置2h以 上,且整个测试系统应至少通电预热30min,或根据仪器厂家说明书中的要求进行预热。 f 连续测试的要求。相邻两次测试之间至少有5min的间隔,以消除上次测试中膜片破膜带来 的温度影响。 g): 其他附加设备。若航空航天用压力传感器在实际工况中带有管路和腔室,宜连同腔室或管路 一起测试,

5.2.3.2 测试步骤

5.2.3.2.1安装被测压力传感器,连接放大器和数据采集系统。完成预热,使全套装置处于正常工作 状态。 5.2.3.2.2安装激波管膜片,膜片厚度和类型根据被测压力传感器的量程选取。 5.2.3.2.3向激波管加压,采用人工或自然破膜方式产生激波。 5.2.3.2.4采集保存数据波形并进行分析处理,处理后的结果可参考附录D记录

5.2.3.3测试缩果的计筹方法

管动态压力标准装置计算结果主要为以下参数:

压力传感器受到阶跃压力激励后的响应如图1所示,对于传感器采集到的阶跃信号序列,及

龙潭路住宅小区成品保护施工方案.doc图1二阶系统阶跌响应图

随着信号序列的长度1增加,均值Zy:会逐渐稳定并趋于阶跃响应幅度u。信号序列的长度1可 以根据所需的有效数字来决定,压力信号均值y:随选取的信号序列长度1变化如图2所示。一般而 言,阻尼比越小的传感器需要更长的信号序列,信号序列不应少于20个自振波周期的数据。再求得阶

DB31/T1323—2021

图2压力信号均值随值号序列长度变化图

压力传感器被阶跃压力激励时,其响应值从阶跃响应幅度的10%过渡到90%所需的时间 压力传感器对阶跃压力 算得出,即

其中,以t10%为例,先计算阶跃响应幅度u大小的10%的压力值,并在被测压力传感器的压力 信号数据点中导找覆盖该压力值的最短数据区间,然后对该压力数据区间所对应的时间区间 进行线性插值,得到阶跃响应幅度u的10%压力值所对应的时间值t10%,t90%可用相同方式 获得。 谐振频率f 由阶跃压力激励的时域响应曲线做傅里叶变换至频域后获得,单位阶跃响应的频谱图如图3 所示,其最高峰值即对应压力传感器的谐振频率

压力传感器被阶跃压力激励时GB 50011-2010标准下载,其响应中超出终值部分的最大值与阶跃响应幅度之比,即

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