本發明專利技術公開的一種氣流小溫升高精度受感部校準裝置，屬于氣流溫度測量領域。本發明專利技術包括加熱段、整流段、穩定段、收斂段、試驗段；各部分依次首尾相連形成風洞，外表面敷有保溫層；參考氣流溫度傳感器置于穩定段內，穩定段內均勻穩定的溫度場和速度場，給參考氣流溫度傳感器的高精度測溫提供有利條件，進而提高受感部校準精度；被校氣流溫度傳感器置于試驗段內；總壓傳感器、大氣壓力傳感器與壓力檢測儀相連；通過設置表面溫度傳感器和大氣溫度傳感器，對因散熱導致的氣流溫度下降值進行監測補償，剔除散熱導致的氣流溫度下降值后得到氣流溫度標準值，用于被校氣流溫度傳感器的測溫偏差校準。本發明專利技術具有校準不確定度較小的優點。本發明專利技術具有校準不確定度較小的優點。本發明專利技術具有校準不確定度較小的優點。
【技術實現步驟摘要】
一種氣流小溫升高精度受感部校準裝置
[0001]本專利技術屬于氣流溫度測量領域，涉及一種氣流溫度傳感器的校準裝置。
技術介紹
[0002]在航空、航天、兵器、船舶等國防科技領域，氣流溫度是重要的測試參數，用于衡量航空發動機、燃氣輪機等的整機或部件性能。為了保證氣流溫度傳感器的準確度，通常需要對其進行校準。目前，根據《JJF(軍工)73—2014氣流溫度傳感器穩態校準規范》，對氣流溫度傳感器的測溫偏差進行校準時，需要將參考氣流溫度傳感器和被校氣流溫度傳感器同時置于熱風洞的試驗段，在高速、高溫的氣流環境下采用參考氣流溫度傳感器對被校氣流溫度傳感器的測溫偏差進行校準。校準所需的氣流環境，則根據需求的溫度和馬赫數選擇。
[0003]受氣流溫度傳感器恢復特性的影響，處于高速氣流環境中時，無論是參考氣流溫度傳感器還是被校氣流溫度傳感器，總是存在1℃以上的速度誤差，從而給校準引入不確定度。在氣流溫度較高時，由速度誤差引入的相對不確定度處于可以接受的范圍內。在氣流溫度較低時，即處于高出常溫不超過100℃的小溫升狀態時，由速度誤差引入的相對不確定度將大幅增加，將無法滿足航空發動機壓氣機測試用氣流小溫升高精度受感部的校準需求。因此有必要研究新的校準裝置，用于校準氣流小溫升條件下的氣流溫度傳感器高精度受感部，來減小校準不確定度。
技術實現思路
[0004]為解決現有氣流溫度傳感器測溫偏差校準技術在小溫升狀態下不確定度過大的難題，本專利技術的主要目的在于提供一種氣流小溫升高精度受感部校準裝置，能夠校準氣流小溫升條件下的氣流溫度傳感器高精度受感部，提高校準精度。
[0005]為實現上述目的，本專利技術采取的技術方案為：
[0006]本專利技術公開的一種氣流小溫升高精度受感部校準裝置，包括加熱段、整流段、穩定段、收斂段、試驗段。各部分依次首尾相連形成風洞；加熱器置于加熱段內；整流器置于整流段內；參考氣流溫度傳感器、總壓傳感器置于穩定段內；被校氣流溫度傳感器置于試驗段內；加熱段、整流段、穩定段、收斂段、試驗段的外表面敷有保溫層；表面溫度傳感器置于保溫層外表面；大氣壓力傳感器、大氣溫度傳感器置于試驗段周圍環境中；參考氣流溫度傳感器、被校氣流溫度傳感器、表面溫度傳感器、大氣溫度傳感器與溫度檢測儀相連；總壓傳感器、大氣壓力傳感器與壓力檢測儀相連。
[0007]進一步地，所述參考氣流溫度傳感器為二等標準鉑電阻。
[0008]進一步地，所述參考氣流溫度傳感器為一等標準鉑電阻。
[0009]進一步地，所述表面溫度傳感器置于參考氣流溫度傳感器和被校氣流溫度傳感器之間的保溫層外表面。
[0010]進一步地，所述穩定段溫度場的不均勻度不大于0.05℃，不穩定度不大于0.02℃。
[0011]進一步地，所述保溫層外表面的溫度不高于周圍環境溫度10℃。
[0012]進一步地，所述加熱段對氣流的加熱溫升不高于周圍環境100℃。
[0013]進一步地，所述加熱器為電加熱器。
[0014]本專利技術公開的一種氣流小溫升高精度受感部校準裝置的工作方法為：
[0015]應用本專利技術對被校氣流溫度傳感器進行測溫偏差校準時，氣流依次流過加熱段，整流段，穩定段，收斂段，試驗段。加熱器將氣流加熱至校準所需的小溫升狀態。氣流通過整流器整流后，在穩定段內形成均勻、穩定的溫度場和速度場。收斂段將氣流加速至試驗段校準所需的馬赫數，根據總壓傳感器和大氣壓力傳感器測量結果能夠準確測算試驗段的氣流馬赫數。
[0016]參考氣流溫度傳感器用于準確測量穩定段內的氣流溫度T0。表面溫度傳感器用于測量參考氣流溫度傳感器和被校氣流溫度傳感器之間的保溫層外表面溫度，大氣溫度傳感器用于測量大氣溫度；根據保溫層外表面溫度和大氣溫度，能夠計算出氣流依次流過參考氣流溫度傳感器和被校氣流溫度傳感器這段距離時，因校準裝置向周圍環境散熱引起的氣流溫度下降值T
loss
。被校氣流溫度傳感器測得的氣流溫度值為T
j
。被校氣流溫度傳感器的測溫偏差校準值按如下公式計算：
[0017]ΔT＝T0?
T
loss
?
T
j
[0018]有益效果：
[0019]1、本專利技術公開的一種氣流小溫升高精度受感部校準裝置，通過改變現有氣流溫度傳感器測溫偏差校準技術中在試驗段安裝參考氣流溫度傳感器的做法，將參考氣流溫度傳感器置于穩定段中。穩定段氣流流速極低，參考氣流溫度傳感器的速度誤差為零，并且無需考慮傳感器本身的結構強度，因此能夠選擇測溫精度極高的二等或一等標準鉑電阻作為參考氣流溫度傳感器。此外，穩定段內遠大于試驗段的核心區，均勻穩定的溫度場和速度場，給參考氣流溫度傳感器的高精度測溫提供非常有利的條件，進而提高受感部校準精度。
[0020]2、受校準裝置向周圍環境散熱的影響，氣流從穩定段流至試驗段的過程中，氣流溫度在不斷下降。本專利技術公開的一種氣流小溫升高精度受感部校準裝置，將參考氣流溫度傳感器從試驗段挪至穩定段，會導致參考氣流溫度傳感器和被校氣流溫度傳感器所測量的氣流溫度并不完全相同。本專利技術通過設置表面溫度傳感器和大氣溫度傳感器，對因散熱導致的氣流溫度下降值進行監測補償，從而減小校準不確定度，進一步提高受感部校準精度。
[0021]3、本專利技術公開的一種氣流小溫升高精度受感部校準裝置，經過大量創新性分析和實驗，選取滿足如下條件時能夠將校準裝置在小溫升狀態下測溫偏差的不確定度從現有技術的1℃左右減小到0.1℃以下。所述條件為：所述穩定段溫度場的不均勻度不大于0.05℃，不穩定度不大于0.02℃；所述保溫層外表面的溫度不高于周圍環境溫度10℃；所述加熱段對氣流的加熱溫升不高于周圍環境100℃。
附圖說明
[0022]圖1為本專利技術的一種氣流小溫升高精度受感部校準裝置結構示意圖
[0023]圖中：1—加熱段、2—整流段、3—穩定段、4—收斂段、5—試驗段、6—保溫層、7—加熱器、8—整流器、9—大氣溫度傳感器、10—總壓傳感器、11—壓力檢測儀、12—參考氣流溫度傳感器、13—表面溫度傳感器、14—溫度檢測儀、15—被校氣流溫度傳感器、16—大氣溫度傳感器。
具體實施方式
[0024]以下結合附圖對本專利技術的原理和特征進行描述，所舉實施例只用于解釋本專利技術，并非用于限定本專利技術的范圍。
[0025]實施例一：
[0026]如圖1所示，本實施例公開的一種氣流小溫升高精度受感部校準裝置，包括加熱段1、整流段2、穩定段3、收斂段4、試驗段5為薄壁的筒體。各部分依次首尾相連，軸線處于同一水平上，形成一個風洞。風洞運行時，氣流從加熱段1流入，依次經過整流段2、穩定段3、收斂段4，然后從試驗段5流出。
[0027]加熱段1、整流段2、穩定段3、收斂段4、試驗段5的外表面均敷有保溫層6。
[0028]加熱器7安裝在加熱段1內，可以將氣流加熱至校準所需的溫度。
[0029]整流器8安裝在整流段2內，呈蜂窩狀結構。穩定段3本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種氣流小溫升高精度受感部校準裝置，其特征在于：包括加熱段、整流段、穩定段、收斂段、試驗段；各部分依次首尾相連形成風洞；加熱器置于加熱段內；整流器置于整流段內；參考氣流溫度傳感器、總壓傳感器置于穩定段內；被校氣流溫度傳感器置于試驗段內；加熱段、整流段、穩定段、收斂段、試驗段的外表面敷有保溫層；表面溫度傳感器置于保溫層外表面；大氣壓力傳感器、大氣溫度傳感器置于試驗段周圍環境中；參考氣流溫度傳感器、被校氣流溫度傳感器、表面溫度傳感器、大氣溫度傳感器與溫度檢測儀相連；總壓傳感器、大氣壓力傳感器與壓力檢測儀相連。2.如權利要求1所述的一種氣流小溫升高精度受感部校準裝置，其特征在于：所述參考氣流溫度傳感器為二等標準鉑電阻。3.如權利要求1所述的一種氣流小溫升高精度受感部校準裝置，其特征在于：所述參考氣流溫度傳感器為一等標準鉑電阻。4.如權利要求1所述的一種氣流小溫升高精度受感部校準裝置，其特征在于：所述表面溫度傳感器置于參考氣流溫度傳感器和被校氣流溫度傳感器之間的保溫層外表面。5.如權利要求2所述的一種氣流小溫升高精度受感部校準裝置，其特征在于：所述穩定段溫度場的不均勻度不大于0.05℃，不穩定度不大于0.02℃。6.如權利要求5所述的一種氣流小溫升高精度受感部校準裝置，其特征在于：所述保溫層外表面的溫度不高于周圍環境溫度10℃。7.如權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王筱廬，荊卓寅，趙儉，孔祥雪，
申請(專利權)人：中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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