波纹管正弦压力发生技术研究

李天然，王洪博

(航空工业北京长城计量测试技术研究所，北京100095)

0 引言

动态压力测试技术广泛应用于航空、航天、兵器等国防军工领域,安装在高空飞行器上的压力传感器常处于低温环境下。为了模拟飞行器在平流层的飞行状态,一些低温高雷诺数风洞的工作温度低至-100℃。在风洞实验中,压力传感器被密集安装在风洞进口处和实验模型上,风洞在运行过程中会产生气流脉动压力,实验模型也会激发强烈的脉动压力。在低温环境下,压力传感器的幅值灵敏度、谐振频率、上升时间等动态特性参数会发生改变,直接增大了测量的误差。对于压力传感器,现有的动态校准都只在常温环境下进行,未考虑温度变化带来的影响,校准结果必然存在误差,因此迫切需要开展低温环境下动态压力校准技术的研究。

动态压力的校准需要能生成标准动态压力信号的压力源,即动态压力发生器。现有的常温正弦压力发生器从工作原理上分为谐振式、调制式、气缸-活塞式等[1]。谐振式结构只适用于液体介质[2-10]。调制式结构在工作过程中,压力室内的气体始终处于流动状态,无法在低温下生成正弦压力;气缸-活塞式结构的配合精度受温度影响很大,过大的温差会导致漏气或卡死。本装置需要在常温下存放,在低温下实验,显然一般的调制式结构与气缸-活塞式结构无法满足大温度跨度区间提出的密封性要求。

鉴于压力传感器的低温校准需求日益增长,现有压力发生装置无法在低温环境下工作,本文提出使用波纹管代替气缸-活塞结构,对正弦压力发生器结构进行设计,搭建了实验装置,通过实验数据验证了正弦发生器的可行性。……