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DB31／T 1323-2021 航空航天用压力传感器动态测试方法.pdf幅值（=1,2，"*，m）
5.1.2.3测试结果的计算方法
正弦压力标准装置测试结果的计算主要为以下参数： 幅值灵敏度相对误差： 对于所选定的一系列测试频率点f：TB 10305-2020 铁路轨道工程施工安全技术规程，根据5.1.2.2得到CAj、CBj值，按公式（1)计算各频率 处压力传感器的蝠值灵敏度平均值：
最后幅值灵敏度相对误差由公式(3)计算得到
K一待测压力传感器的静态灵敏
K—待测压力传感器的静态灵敏度。
注，下标i代表测试额率点序号。 b）相移： 对于所选定的一系列测试频率点：，根据5.1.2.2得到6Aj、6Bj值，按公式（4)计算压力传 的相移平均值：
5.2阶跃压力标准装置
阶跌压力标准装置根据发生原理的不同可分为激波管压力标装置和快开阀压力标准装置。 阅压力标准装置的阶跃压力上升时间比激波管长，更适于低频特性的测试。为满足航空航天用压 感器高颜特性的测试，本文件的测试方法采用激波管压力标准装置。
表3激波管动态压力标准技术要求
5.2.3阶跃响应测试的测试要求、测试步骤及计算方法
5.2.3.1测试要求
阶跃响应测试的测试要求包括以下几点： a 压力传感器的安装。安装被测压力传感器至激波管动态压力标准装置时，应使压力传感器的 感压面与周围平面齐平。若无法齐平安装，则应符合JJG624一20057.3.4.1h)的要求。 b 标准装置的检查。激波管动态压力标准装置内腔应清洁，无杂物。若有，可用适当的方式清 理，不应磨损激波管的内腔表面。 c）工作介质的选取。测试时的工作介质宜为清洁的空气或无毒、无害和化学性能稳定的气体。 d 采样频率的选取。采样频率应为被测压力传感器谐振频率的50倍以上。 e） 预热。测试前，被测压力传感器和激波管动态压力标装置应在测试环境条件下放置2h以 上，且整个测试系统应至少通电预热30min，或根据仪器厂家说明书中的要求进行预热。 f 连续测试的要求。相邻两次测试之间至少有5min的间隔，以消除上次测试中膜片破膜带来 的温度影响。 g）： 其他附加设备。若航空航天用压力传感器在实际工况中带有管路和腔室，宜连同腔室或管路 一起测试，
5.2.3.2 测试步骤
5.2.3.2.1安装被测压力传感器，连接放大器和数据采集系统。完成预热，使全套装置处于正常工作 状态。 5.2.3.2.2安装激波管膜片，膜片厚度和类型根据被测压力传感器的量程选取。 5.2.3.2.3向激波管加压，采用人工或自然破膜方式产生激波。 5.2.3.2.4采集保存数据波形并进行分析处理，处理后的结果可参考附录D记录
5.2.3.3测试缩果的计筹方法
管动态压力标准装置计算结果主要为以下参数：
压力传感器受到阶跃压力激励后的响应如图1所示，对于传感器采集到的阶跃信号序列，及
图1二阶系统阶跌响应图
随着信号序列的长度1增加，均值Zy：会逐渐稳定并趋于阶跃响应幅度u。信号序列的长度1可 以根据所需的有效数字来决定，压力信号均值y：随选取的信号序列长度1变化如图2所示。一般而 言，阻尼比越小的传感器需要更长的信号序列，信号序列不应少于20个自振波周期的数据。再求得阶
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图2压力信号均值随值号序列长度变化图
压力传感器被阶跃压力激励时，其响应值从阶跃响应幅度的10%过渡到90%所需的时间 压力传感器对阶跃压力 算得出，即
其中，以t10%为例，先计算阶跃响应幅度u大小的10%的压力值，并在被测压力传感器的压力 信号数据点中导找覆盖该压力值的最短数据区间，然后对该压力数据区间所对应的时间区间 进行线性插值，得到阶跃响应幅度u的10%压力值所对应的时间值t10%，t90%可用相同方式 获得。 谐振频率f 由阶跃压力激励的时域响应曲线做傅里叶变换至频域后获得，单位阶跃响应的频谱图如图3 所示，其最高峰值即对应压力传感器的谐振频率
压力传感器被阶跃压力激励时，其响应中超出终值部分的最大值与阶跃响应幅度之比，即
e.Ceeee+++C
压力传感器被阶跃压力激励时，其响应值从阶跃响应幅度的10%时刻起至与终值之差进人 跃响应幅度的士5%范围以内时刻止所需的时间。建立时间由压力传感器对阶跃压力激顾 响应曲线直接计算得出，见式（7）
压力传感器受阶联压力激励后的阶跌响应幅 为阶跃压力值，按照附录C的方法计算
.3动态压力测试的辅助设备
t, =t+5% t10%
OeCORCoCee.
动态压力测试的辅助设备及相应的技术要求包括： a）电荷放大器。其级别应为二级或以上。 b) 电压及应变放大器。其误差应在士0.2%以内。 数据采集卡。需要满足以下几点： ·A/D转换位数不应少于14bits； ·最高采样频率不应小于20MHz ·线性度应优于士0.2%。 d） 其他附加设备。若航空航天用压力传感器使用时配套了相应信号调理器及记录分析仪器等， 宜要求压力传感器连同其配套设备同时进行动态压力测试。
采集得到的标准传馨器的 知应时目序列为。，
+1n为偶数 M= n +1 n为奇数 2
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信号三参数DFT法计算正弦波幅值和相位
如果f。能够表示为式(B.4)
M n +1 n为奇数
f。=NAf=N nAt
实中，A为复数Y~的实部，B为复数Y的虚部 则正弦信号的三个参数可由下式得到：
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附录C （规范性） 激波管阶跃压力信号数据处理方法
激波管动态压力标准采用阶跃压力对压力传感器进行检定，它可以产生上升时间为纳秒级的阶跃 压力。激波管动态压力标准主要由激波管本体、压力源（压缩气体或真空泵）及控制台、激波速度及其他 气动参数测量系统、数据采集及分析控制系统等组成。 简单型激波管为恒定截面的细长管，由膜片分成两部分，具有较高压力的称高压室，具有较低压力 的称低压室。两室压差达到某一定值时，膜片爆破，高压室的气体冲向低压室形成人射激波，激波后阵 面压力突变形成一个正的阶跃压力，阶跃压力保持恒定的时间称恒压时间。入射波到达低压室端面后 被反射，形成反射激波和反射激波阶跃压力。 激波管工作时的压力和波动情况及符号标志如图C.1所示，
)膜片爆破前的情况b)膜片爆破后稀疏波反射前的情况 )稀疏波反射后的情况d)反射激波的波动情况
图C.1激波管中压力与波动情况示意图
1,P4是膜片爆破前的高压腔压力，P1是膜片爆破前的低压腔压力；P2是膜片爆破后产生的激 p3是高压腔爆破后形成的压力，p2与p3的接触面称为温度分界面。虽然p²与：所在区域
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温度不同，但它们的压力值相同， 稀疏波波头传播到高压腔端 发射，称为反射稀疏波，其压力减小为力6。当激波到达低压腔端面反射后，压力增大为P5，称为反 变。P和p；是再标定时用到的压力，视传感器的安装位置而定，当被标定的传感器安装在侧面的 力?,当被标定的传感器安装在端面时，用到力s，两者的关系是力?<力s。
当激波管的工作介质为空气时，其参数均可由低压腔压力P，和入射激波马赫数M，按下述公式计 算（以下除注明外，压力为绝对压力，单位MPaGB/T 7991.5-2014 搪玻璃层试验方法 第5部分 用电磁法测量厚度，温度单位K）： 初始压力比
其中，T，为低压腔内的初始温度，T，为人射激波扫掠后的温度 入射激波阶跃温升：
其中，T。为反射激波扫掠后的温度 反射激波阶跃温升：
力：可事先给定，一般采用当地天气压；M，由测速系统决定。 测速系统由两个安装在激波管侧面的测速压力传感器、相应的电荷放大器和电子计数器组成。人 射激波的速度为：
其中，n为电子计数器所记录的脉冲个数，△t为脉冲的周期。 当速度已知时，马赫数可以如下式计算：
其中，a1为低压腔内的童速，可以根据下式得到！
其中GB/T 10043-2017 离合器分类，T，为实验时低压腔的初始温度
aT=331.45 N273.15