[发明专利]光纤气动力测量天平温度补偿方法

说明书

本发明公开了一种光纤气动力测量天平温度补偿方法，包括：(1)将光纤应变计安装在光纤气动力测量天平各测量梁对称位置上作为天平感受气动力载荷的敏感元件；(2)对光纤气动力测量天平进行温度校准试验，获得光纤气动力测量天平各测量梁对称位置上感受负应变光纤应变计与感受正应变光纤应变计的温度系数比值；(3)根据获得的温度系数比值，对光纤气动力测量天平各测量梁对称位置两光纤应变计输出信号进行组合减法运算，以扣除因测量梁热应变引起的光纤应变计的热输出；(4)分别对步骤三获得的光纤气动力测量天平各测量元件测量梁对称位置上两光纤应变计的组合关系式求和，获得光纤气动力测量天平各分量扣除测量梁热应变引起的热输出后的输出公式。

技术领域

本发明属于航空航天测力试验技术领域，具体涉及一种光纤气动力测量天平温度补偿方法。

背景技术

风洞是进行空气动力学研究与飞行器研制的最基本的试验设备，模型气动力测量试验是风洞试验中最重要的试验项目，气动力测量天平是模型气动力试验中最基础、最重要的测量设备，用来测量作用在试验模型上的空气动力载荷(力与力矩)的大小、方向与作用点，其性能指标直接影响测力试验数据的精准度。

电阻应变天平是目前国内外各类风洞在气动力测量试验中广泛采用的一种气动力测量天平，发展至今技术已相当成熟，但也存在温度效应严重、不耐电磁干扰等瓶颈问题，制约其测量精准度的进一步提高。光纤气动力测量天平是近几年新发展起来的一种气动力测量天平，它是将光纤应变计安装在气动力测量天平各测量梁上作为天平感受气动力载荷的敏感元件，通过解调仪获取其光谱信号并送入计算机进行处理和运算，获得各光纤应变计对应的相位/波长输出值，并对其相位/波长输出值进行组合来确定光纤气动力测量天平各分量的输出值。光纤应变计具有灵敏度高、响应快、可靠性好、抗电磁干扰、耐腐蚀、能在高温环境中正常工作等优点，是一种理想的传感测试敏感元件。

虽然光纤应变计自身高温特性较好，但由于高超声速风洞模型气动力测量试验时，试验气流总温通常都很高(一般为400K～1000K)，处于流场中的气动力测量天平本体必将被加热，安装在其上的光纤应变计不但感受气动力测量天平受力产生的结构应变，同时也感受气动力测量天平测量梁的热应变。准确扣除气动力测量天平测量梁自身热应变引起的光纤应变计输出值，提高光纤气动力测量天平测力试验数据的精准度，对模型气动力试验技术发展具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明的目的在于提供一种光纤气动力测量天平温度补偿方法，能有效扣除气动力测量天平测量梁自身热应变引起的光纤应变计输出值，提高高温环境下光纤气动力测量天平的测量精准度。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种光纤气动力测量天平温度补偿方法，包括以下步骤：

步骤一、将光纤应变计安装在光纤气动力测量天平各测量梁对称位置上作为光纤气动力测量天平感受气动力载荷的敏感元件；

步骤二、对光纤气动力测量天平进行温度校准试验，获得光纤气动力测量天平各测量梁对称位置上感受负应变光纤应变计与感受正应变光纤应变计的温度系数比值；

步骤三、根据获得的温度系数比值，对光纤气动力测量天平各测量梁对称位置两光纤应变计输出信号进行组合减法运算，以扣除因测量梁热应变引起的光纤应变计的热输出；

步骤四、分别对步骤三获得的光纤气动力测量天平各测量元件测量梁对称位置上两光纤应变计的组合关系式求和，获得光纤气动力测量天平各分量扣除测量梁热应变引起的热输出后的输出公式。

优选的是，步骤一中光纤应变计的安装位置确定方法为：光纤应变计安装在光纤气动力测量天平各气动力测量元件的测量梁对称位置上，以使该两光纤应变计所处的温度场一致。