[发明专利]一种圆筒试验比动能测量的不确定度评价方法

说明书

本发明公开了一种圆筒试验比动能测量的不确定度评价方法，获得圆筒试验底片后，首先采用底片扫描仪将其转换为电子图片；然后采用高精度专用判读软件提取出铜管径向的像位移以及对应的横向距离；进行膨胀位移‑时间数据点的测量不确定度评价，得到底片图像边界坐标测量不确定度、时间测量不确定度；开展位移‑时间曲线拟合参数的不确定度评价，采用修正后的模型获取多重累加函数拟合参数的不确定度；最后，进行铜管膨胀速度及比动能的不确定度评价。本申请不确定度评价方法，根据函数的多重累加特征，将拟合参数分为两组，一组为真值，另一组为估计值，然后进行相应计算，可以有效避免某些条件下奇异矩阵的出现，因此，具有更强的适用性。

技术领域

本发明属于火炸药实验室实验测量技术领域，涉及一种不确定度评价方法，特别涉及一种圆筒试验比动能测量的不确定度评价方法。

背景技术

圆筒试验是研究炸药作功能力的经典试验，主要是通过狭缝高速扫描法获取定常滑移爆轰驱动下铜管壁的径向膨胀距离随时间的变化曲线，并采用特定公式进行拟合，然后进一步计算出铜管膨胀速度、比动能等物理量的变化曲线。由于铜管在不同膨胀阶段的比动能数据常作为研究炸药能量释放规律或评定炸药作功能力的依据，其不确定度的大小可能直接影响炸药性能研究或评定的结论，因此，对铜管比动能的测量不确定度进行系统地评价是非常重要的。转镜式高速扫描相机的测量过程主要是沿胶卷伸展方向不断记录狭缝图像的变化过程。狭缝图像即为一条很细小的线，通过曝光的边界点记录物体沿狭缝方向的位移；胶卷的伸展方向(狭缝的垂直方向)则记录了时间的变化，时间值为该方向的长度与相机扫描速度的比值。因此，圆筒试验比动能的测量不确定度主要由铜管外表面径向位移的测量不确定度、时间的测量不确定度、数据拟合处理的不确定度组成。

目前，国内外公开报道的文献中在进行圆筒试验的不确定度评价时，均是首先将铜管外表面膨胀轨迹的判读点按照相应公式转换为铜管质量中心面处的数据点，然后按照多重累加函数的形式利用最小二乘法对数据点进行拟合，进而获得五个拟合参数。例如，徐辉等公开的“标准圆筒试验数据处理和不确定度评定方法”(《北京理工大学学报》，2012，30(5)：626-630)中，便是采用上述方法对JOB-9003炸药的Φ25mm圆筒试验不确定度进行评价。然而，随着新型高能非理想炸药的不断发展，采用上述方法进行非理想炸药的不确定度评价时，由于铜管膨胀轨迹和多重累加函数的固有特征，常导致计算过程中产生奇异矩阵，由于无法对奇异矩阵的逆矩阵进行求解，因此会导致计算中断，无法对圆筒试验比动能测量的不确定度进行有效评价。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种圆筒试验比动能测量的不确定度评价方法，该方法根据函数的多重累加特征，将拟合参数分为两组，一组为真值，另一组为估计值，然后进行相应的不确定度计算，该方法可以有效避免奇异矩阵的出现，因此，适用于所有工况下的不确定度评价。

本发明提供的一种圆筒试验比动能测量的不确定度评价方法，获得圆筒试验底片后，首先采用底片扫描仪将其转换为电子图片；然后采用高精度专用判读软件提取出铜管径向的像位移以及对应的横向距离；进行膨胀位移-时间数据点的测量不确定度评价，得到底片图像边界坐标测量不确定度、时间测量不确定度；开展位移-时间曲线拟合参数的不确定度评价，采用修正后的模型获取多重累加函数拟合参数的不确定度；最后，进行铜管膨胀速度及比动能的不确定度评价。

所述一种圆筒试验比动能测量的不确定度评价方法，包括以下步骤：

步骤一，采用底片扫描仪将圆筒试验底片转换为电子图片；

步骤二，采用高精度专用判读软件提取出铜管径向的像位移(y_j-y₀)，以及对应的横向距离(x_j-x₀)；

步骤三，底片图像的边界坐标测量不确定度评价与底片图像的时间测量不确定度评价；

步骤四，位移-时间曲线拟合参数的不确定度评价；