静标铜柱高低温校准装置及修正方法研究

发布时间：2021-11-15 08:47

　　由于铜柱测压法具有操作简单、使用方便、价格低廉、压力测量的一致性好等特点,一直是实用弹道学领域内各种武器系统的产品定型、交验时膛压测量的主要手段。铜柱实际使用时的环境温度很难与校准时环境温度（常温）一致,多年实践表明,使用时的环境温度与编表时的环境温度相差数十度时,铜柱测压将产生5%～10%的测量误差,因此,必须对铜柱测压法的常温查表压力进行温度修正。针对过去的高低温静态校准试验装置操作不便、试验成本高等问题,研制了一套简便易行的高低温静态校准装置,主要分为力值加载系统和高低温环境模拟装置两部分。根据测压铜柱高低温静态校准的要求研制了力值加载范围为0～100kN的力值加载系统；研制了温度控制范围为-40～50℃高低温环境模拟装置,高低温环境模拟装置基于半导体制冷技术来实现,对其测温电路、温控单元、制冷驱动单元进行了设计,实验证明高低温环境模拟箱的温控精度为±0.5℃。以Φ8×13mm铜柱为实验对象进行了静态校准实验,从实验数据可看出由温度引起的测压误差达8%,表明了温度修正的必要性；对高低温测压误差修正进行了探讨,包括温度修正系数法、量纲分析法、压力对照表模型化修正方法等,分别验证了各... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 绪论
    1.1 研究的目的和意义
    1.2 国内外现状
    1.3 本文的主要工作及内容安排
2 高低温静态校准装置力值加载系统设计
    2.1 高低温静态校准装置总体设计方案
        2.1.1 力值加载系统指标及方案选择
        2.1.2 高低温环境模拟箱技术指标及可行方案选择
        2.1.3 高低温静态校准装置组成及工作原理
    2.2 力值加载系统设计
        2.2.1 压力机主体部分
        2.2.2 力值传递机构设计
        2.2.3 力值监测系统
        2.2.4 力值加载机
    2.3 力值加载系统不确定度分析
        2.3.1 力值监测系统的不确定度
        2.3.2 力值加载系统总体不确定度
    2.4 本章小结
3 高低温环境模拟箱及其温控系统设计
    3.1 高低温环境模拟箱及控制系统总体设计
    3.2 高低温箱结构设计
        3.2.1 半导体制冷原理
        3.2.2 高低温箱结构
        3.2.3 高低温箱所需的能量计算
        3.2.4 制冷元件的选择
    3.3 温度传感器及测温电路设计
    3.4 制冷元件驱动电路设计
        3.4.1 制冷驱动电路设计
        3.4.2 制冷驱动电路需注意的问题
        3.4.3 驱动电路负载实验
    3.5 高低温箱温度监控系统软件设计
        3.5.1 微控制器软件
        3.5.2 上位机软件
    3.6 温度控制算法
        3.6.1 系统辨识试验
        3.6.2 PID控制参数的选取
        3.6.3 温度控制实验
    3.7 本章小结
4 测压铜柱高低温静态校准实验及数据分析
    4.1 高低温静态校准实验方法
        4.1.1 高低温静态校准实验方案
        4.1.2 实验操作步骤
    4.2 测压铜柱高低温静态校准实践
    4.3 高低温静态校准实验数据分析
    4.4 本章小结
5 高低温压力修正方法探讨
    5.1 铜柱静压下的应力分析
    5.2 铜柱温度修正系数
        5.2.1 温度修正系数的确定
        5.2.2 温度修正系数的修正效果
    5.3 铜柱温度修正系数法的改进
        5.3.1 基于压力的温度修正系数
        5.3.2 改进后的温度修正系数效果验证
    5.4 基于量纲分析的修正方法
        5.4.1 静标铜柱测压过程量纲分析
        5.4.2 修正效果验证
    5.5 压力对照表模型修正方法
        5.5.1 修正模型建立
        5.5.2 修正模型可信性的验证
    5.6 各种温度修正方法使用特点总结
    5.7 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录一
附录二


【参考文献】：
期刊论文
[1]数字式负荷传感器测量不确定度分析[J]. 徐舰,柴继新,孙颖,范小燕,王恩锋,陈柯行.  工业计量. 2012(S1)
[2]半导体制冷及其应用[J]. 买买提艾则孜·阿不都热合曼.  和田师范专科学校学报. 2010(06)
[3]半导体制冷器的模型辨识与温度控制[J]. 栾书平,钟宜生.  测控技术. 2010(10)
[4]几种新型绝热材料的介绍[J]. 李义.  资源节约与环保. 2007(06)
[5]Buck DC/DC变换器的输出纹波电压分析及其应用[J]. 刘树林,刘健,寇蕾,钟久明.  电工技术学报. 2007(02)
[6]基于单片机的电炉温度控制系统设计[J]. 周正林,张昕.  信息技术. 2005(12)
[7]小型半导体制冷系统的参数辨识[J]. 庞长林,王晓浩,周兆英,库国显.  仪器仪表学报. 2003(06)
[8]三梁四柱式多点成形压力机机架结构有限元分析和优化设计[J]. 刘强,付文智,李明哲,孙刚.  塑性工程学报. 2003(05)
[9]铜柱温度修正系数的研究[J]. 邹华,邹瑞荣.  弹道学报. 2003(03)
[10]基于准动态校准的测压铜柱温度修正方法研究[J]. 孔德仁,濮建,张淑宁,朱明武.  南京理工大学学报(自然科学版). 2003(03)

博士论文
[1]塑性测压器材准动态校准技术及实验研究[D]. 孔德仁.南京理工大学 2003

硕士论文
[1]单级半导体制冷器制冷特性分析及研究[D]. 李爱博.华中科技大学 2011
[2]测压铜柱静态标定体制的研究[D]. 刘冰冰.南京理工大学 2009
[3]基于半导体制冷技术的高精密温度控制系统研究[D]. 蔡震.合肥工业大学 2007
[4]高精度恒温箱温度控制理论研究与系统设计[D]. 张宇.合肥工业大学 2005



本文编号：3496439