一种用于瞬态高温测试系统动态误差修正的数字反滤波器模块化设计方法

赵晨阳，张志杰,2，陈昊泽，李 超

（1.中北大学仪器与电子学院，山西 太原 030051; 2.仪器科学与动态测量教育部重点实验室，山西 太原 030051）

0 引 言

在航天和兵器技术领域中，瞬态高温的测量一直是科研人员致力研究的课题。瞬态温度都具有变化快、温度高的特点，再加上温度测量环境恶劣且试验具有不可重复性，因此，进行实际测试时对测试要求极高，难度也极大[1-3]。瞬态高温测试常采用接触式与非接触式两种测温方式。非接触式测温，例如红外热成像，受到大气窗口与辐射率变化等因素的影响，测试结果精度难以估计[4-5]；接触式测温主要采用分布式的多象限多测点测试方式，每个测试单元基于存储测试技术，以热电偶作为感应器件，并配以调理电路与数字采集电路构成测试系统[6]。测试系统的动态特性主要由热电偶的特性决定，虽然目前世界上可用于高温测试的商用热电偶产品的测温范围广，上升时间在毫秒级，但实际测试结果却很难达到预期，测试误差很大，原因在于热电偶的动态响应特性不能满足瞬态高温的测试要求[7]。

动态校准可以反映传感器的动态特性，热电偶的动态校准源主要有阶跃信号与脉冲信号，阶跃信号激励能够帮助我们获取热电偶的时间常数，通常用一阶系统描述，而热电偶的动态数学模型理论上由二阶线性系统来描述[8]，但在实际使用时，二阶线性模型是无法真实反映热电偶的动态特性的，通常需要高阶系统来表征，而高阶系统带来的是复杂的结构与较大的运算量，这为实现瞬态高温测试系统动态误差在线修正带来了一定的难度。……