本发明专利技术公开的一种气流小温升高精度受感部校准装置，属于气流温度测量领域。本发明专利技术包括加热段、整流段、稳定段、收敛段、试验段；各部分依次首尾相连形成风洞，外表面敷有保温层；参考气流温度传感器置于稳定段内，稳定段内均匀稳定的温度场和速度场，给参考气流温度传感器的高精度测温提供有利条件，进而提高受感部校准精度；被校气流温度传感器置于试验段内；总压传感器、大气压力传感器与压力检测仪相连；通过设置表面温度传感器和大气温度传感器，对因散热导致的气流温度下降值进行监测补偿，剔除散热导致的气流温度下降值后得到气流温度标准值，用于被校气流温度传感器的测温偏差校准。本发明专利技术具有校准不确定度较小的优点。本发明专利技术具有校准不确定度较小的优点。本发明专利技术具有校准不确定度较小的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种气流小温升高精度受感部校准装置
[0001]本专利技术属于气流温度测量领域，涉及一种气流温度传感器的校准装置。
技术介绍
[0002]在航空、航天、兵器、船舶等国防科技领域，气流温度是重要的测试参数，用于衡量航空发动机、燃气轮机等的整机或部件性能。为了保证气流温度传感器的准确度，通常需要对其进行校准。目前，根据《JJF(军工)73—2014气流温度传感器稳态校准规范》，对气流温度传感器的测温偏差进行校准时，需要将参考气流温度传感器和被校气流温度传感器同时置于热风洞的试验段，在高速、高温的气流环境下采用参考气流温度传感器对被校气流温度传感器的测温偏差进行校准。校准所需的气流环境，则根据需求的温度和马赫数选择。
[0003]受气流温度传感器恢复特性的影响，处于高速气流环境中时，无论是参考气流温度传感器还是被校气流温度传感器，总是存在1℃以上的速度误差，从而给校准引入不确定度。在气流温度较高时，由速度误差引入的相对不确定度处于可以接受的范围内。在气流温度较低时，即处于高出常温不超过100℃的小温升状态时，由速度误差引入的相对不确定度将大幅增加，将无法满足航空发动机压气机测试用气流小温升高精度受感部的校准需求。因此有必要研究新的校准装置，用于校准气流小温升条件下的气流温度传感器高精度受感部，来减小校准不确定度。
技术实现思路
[0004]为解决现有气流温度传感器测温偏差校准技术在小温升状态下不确定度过大的难题，本专利技术的主要目的在于提供一种气流小温升高精度受感部校准装置，能够校准气流小温升条件下的气流温度传感器高精度受感部，提高校准精度。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]本专利技术公开的一种气流小温升高精度受感部校准装置，包括加热段、整流段、稳定段、收敛段、试验段。各部分依次首尾相连形成风洞；加热器置于加热段内；整流器置于整流段内；参考气流温度传感器、总压传感器置于稳定段内；被校气流温度传感器置于试验段内；加热段、整流段、稳定段、收敛段、试验段的外表面敷有保温层；表面温度传感器置于保温层外表面；大气压力传感器、大气温度传感器置于试验段周围环境中；参考气流温度传感器、被校气流温度传感器、表面温度传感器、大气温度传感器与温度检测仪相连；总压传感器、大气压力传感器与压力检测仪相连。
[0007]进一步地，所述参考气流温度传感器为二等标准铂电阻。
[0008]进一步地，所述参考气流温度传感器为一等标准铂电阻。
[0009]进一步地，所述表面温度传感器置于参考气流温度传感器和被校气流温度传感器之间的保温层外表面。
[0010]进一步地，所述稳定段温度场的不均匀度不大于0.05℃，不稳定度不大于0.02℃。
[0011]进一步地，所述保温层外表面的温度不高于周围环境温度10℃。
[0012]进一步地，所述加热段对气流的加热温升不高于周围环境100℃。
[0013]进一步地，所述加热器为电加热器。
[0014]本专利技术公开的一种气流小温升高精度受感部校准装置的工作方法为：
[0015]应用本专利技术对被校气流温度传感器进行测温偏差校准时，气流依次流过加热段，整流段，稳定段，收敛段，试验段。加热器将气流加热至校准所需的小温升状态。气流通过整流器整流后，在稳定段内形成均匀、稳定的温度场和速度场。收敛段将气流加速至试验段校准所需的马赫数，根据总压传感器和大气压力传感器测量结果能够准确测算试验段的气流马赫数。
[0016]参考气流温度传感器用于准确测量稳定段内的气流温度T0。表面温度传感器用于测量参考气流温度传感器和被校气流温度传感器之间的保温层外表面温度，大气温度传感器用于测量大气温度；根据保温层外表面温度和大气温度，能够计算出气流依次流过参考气流温度传感器和被校气流温度传感器这段距离时，因校准装置向周围环境散热引起的气流温度下降值T
loss
。被校气流温度传感器测得的气流温度值为T
j
。被校气流温度传感器的测温偏差校准值按如下公式计算：
[0017]ΔT＝T0‑
T
loss
‑
T
j
[0018]有益效果：
[0019]1、本专利技术公开的一种气流小温升高精度受感部校准装置，通过改变现有气流温度传感器测温偏差校准技术中在试验段安装参考气流温度传感器的做法，将参考气流温度传感器置于稳定段中。稳定段气流流速极低，参考气流温度传感器的速度误差为零，并且无需考虑传感器本身的结构强度，因此能够选择测温精度极高的二等或一等标准铂电阻作为参考气流温度传感器。此外，稳定段内远大于试验段的核心区，均匀稳定的温度场和速度场，给参考气流温度传感器的高精度测温提供非常有利的条件，进而提高受感部校准精度。
[0020]2、受校准装置向周围环境散热的影响，气流从稳定段流至试验段的过程中，气流温度在不断下降。本专利技术公开的一种气流小温升高精度受感部校准装置，将参考气流温度传感器从试验段挪至稳定段，会导致参考气流温度传感器和被校气流温度传感器所测量的气流温度并不完全相同。本专利技术通过设置表面温度传感器和大气温度传感器，对因散热导致的气流温度下降值进行监测补偿，从而减小校准不确定度，进一步提高受感部校准精度。
[0021]3、本专利技术公开的一种气流小温升高精度受感部校准装置，经过大量创新性分析和实验，选取满足如下条件时能够将校准装置在小温升状态下测温偏差的不确定度从现有技术的1℃左右减小到0.1℃以下。所述条件为：所述稳定段温度场的不均匀度不大于0.05℃，不稳定度不大于0.02℃；所述保温层外表面的温度不高于周围环境温度10℃；所述加热段对气流的加热温升不高于周围环境100℃。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的一种气流小温升高精度受感部校准装置结构示意图
[0023]图中：1—加热段、2—整流段、3—稳定段、4—收敛段、5—试验段、6—保温层、7—加热器、8—整流器、9—大气温度传感器、10—总压传感器、11—压力检测仪、12—参考气流温度传感器、13—表面温度传感器、14—温度检测仪、15—被校气流温度传感器、16—大气温度传感器。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0025]实施例一：
[0026]如图1所示，本实施例公开的一种气流小温升高精度受感部校准装置，包括加热段1、整流段2、稳定段3、收敛段4、试验段5为薄壁的筒体。各部分依次首尾相连，轴线处于同一水平上，形成一个风洞。风洞运行时，气流从加热段1流入，依次经过整流段2、稳定段3、收敛段4，然后从试验段5流出。
[0027]加热段1、整流段2、稳定段3、收敛段4、试验段5的外表面均敷有保温层6。
[0028]加热器7安装在加热段1内，可以将气流加热至校准所需的温度。
[0029]整流器8安装在整流段2内，呈蜂窝状结构。稳定段3本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种气流小温升高精度受感部校准装置，其特征在于：包括加热段、整流段、稳定段、收敛段、试验段；各部分依次首尾相连形成风洞；加热器置于加热段内；整流器置于整流段内；参考气流温度传感器、总压传感器置于稳定段内；被校气流温度传感器置于试验段内；加热段、整流段、稳定段、收敛段、试验段的外表面敷有保温层；表面温度传感器置于保温层外表面；大气压力传感器、大气温度传感器置于试验段周围环境中；参考气流温度传感器、被校气流温度传感器、表面温度传感器、大气温度传感器与温度检测仪相连；总压传感器、大气压力传感器与压力检测仪相连。2.如权利要求1所述的一种气流小温升高精度受感部校准装置，其特征在于：所述参考气流温度传感器为二等标准铂电阻。3.如权利要求1所述的一种气流小温升高精度受感部校准装置，其特征在于：所述参考气流温度传感器为一等标准铂电阻。4.如权利要求1所述的一种气流小温升高精度受感部校准装置，其特征在于：所述表面温度传感器置于参考气流温度传感器和被校气流温度传感器之间的保温层外表面。5.如权利要求2所述的一种气流小温升高精度受感部校准装置，其特征在于：所述稳定段温度场的不均匀度不大于0.05℃，不稳定度不大于0.02℃。6.如权利要求5所述的一种气流小温升高精度受感部校准装置，其特征在于：所述保温层外表面的温度不高于周围环境温度10℃。7.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：王筱庐，荆卓寅，赵俭，孔祥雪，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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