[发明专利]一种检查风洞测量设备初读数的方法

说明书

技术领域

本发明属航空航天工业空气动力学风洞试验技术领域，涉及一种检查风洞测量设备初读数的方法。

背景技术

作为试验空气动力学重要组成部分的风洞试验,其主要任务是利用风洞进行飞行器模拟试验,测量飞行器模型在风洞中的姿态及感受到的力、力矩、压力、温度等物理量。此测量工作，由风洞测量设备完成。风洞测量设备初读数，就是风洞测量设备在风洞试验前的输出值。

为了保证风洞测量数据的准确可靠，需要在风洞试验前对测量设备的工作状态进行全面的检查和确认，目前，这种检查和确认工作主要是通过检查测量设备初读数的方法实现的。现行的检查风洞测量设备初读数的方法是：风洞试验前随机的采集2～5个测量设备的初读数，当班岗位人员根据经验对初读数进行人工的分析、判断，从而确认测量设备的工作状态。现行的检查风洞测量设备初读数的方法的主要缺点是：

检查初读数时，只是随机的采集2～5个的初读数，初读数的数据少且无时序关系，无法从初读数中提取到测量设备输出信号的频域特征和波形信息，所以也就不能从频域特征和输出曲线波形等方面对设备进行更加深入的检查和分析；

人工分析和判别时，因不方便进行较为复杂的物理量转换、精准度估算和频谱分析的计算等，所以只能进行电压值的简单比对，使分析判断较为肤浅；

不同的测量设备分析判别的规则不一致，岗位人员掌握需要时间和经验的积累；

从上述方法的缺点可以看出，此检查方法只能对测量设备作表层的分析判别，无法对测量设备进行较为深入的检查，容易造成测量设备的深层故障难以被发现，从而导致测量数据质量下降甚至数据报废的严重后果。

发明内容

为了实现在风洞试验前，对测量设备进行全面、深入的检查，及时发现风洞测量设备的故障。本发明提出的方法是：风洞试验前，以200Hz～500Hz的采样率连续采集测量设备初读数10秒；对采集到的初读数进行计算，分别求出各测量设备初读数信号的幅频特性、均值、峰峰值及对应的物理量等特征值；将各测量设备初读数信号当前的特征值与该设备正常时的特征值及设备的性能指标等进行比较分析，实现对测量设备的工作状态进行检查和确认的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种检查风洞测量设备初读数的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：选取参考初读数，读取当前大气压Pa、当前温度T、当前角度等的值；

步骤2：根据测量系统的i通道连接的传感器或者天平的精准度、量程和信号类型等，分别设置i通道的分析判别阈值。i通道的分析判别阈值包括：物理量差量限值⊿Pi、测值差量限值⊿Vi、低频干扰限值F1i、振动干扰限值F2i、电源干扰限值F3i、高频干扰限值F4i；其中i为通道序号，取值为1、2、3、……n，n为在用的通道总数；

步骤3：风洞试验前，调整模型到迎角零度位置静止，数据采集系统以200Hz～500Hz的采样率连续采集测量设备所在通道的初读数10秒，得到2000～5000个初读数；

步骤4：采用计算公式(1)～计算公式(5)，依次计算出i通道当前初读数的下列参数值；

1)峰峰值d_Vi；

2)峰峰值d_Vi对应的物理量差值d_Pi；

3)平均初读数对应的物理量与当前压力或者当前温度、当前角度、当前天平力等物理量的差量d_APi；

4)初读数在频域0.1Hz～3Hz区间内最大的干扰数据P_max1i；

5)初读数在频域3Hz～49Hz区间内最大的干扰数据P_max2i；

6)初读数在频域49Hz～51Hz区间内最大的干扰数据P_max3i；

7)初读数在频域51Hz～90Hz区间内最大的干扰数据P_max4i；

d_Vi＝max(Vi(t))-min(Vi(t))          (1)

d_Pi＝d_Vi*Ki                        (2)

d_APi＝|average(Vi(t))*Ki+Bi-PNi|    (3)