面向高超声速飞行器总温模拟装置的气流温度信号模拟系统是高超声速飞行器半实物仿真的关键部分,确保气流温度测量结果的准确性对气流温度信号模拟系统至关重要。气流温度信号模拟系统由高温等离子喷枪,气流混合容腔、热电偶等组成,具有温度高、温度和流速变化快等特点,在使用热电偶测量其气流温度时,存在较大的误差。为提高气流温度测量的准确性,本文在对气流温度信号模拟系统进行分析和研究的基础上,提出了气流温度准确测量动态补偿方法。主要研究内容如下:首先,建立了高温等离子喷枪、气流混合容腔、热电偶传热过程的数学模型,在此基础上,对影响高温气流温度准确测量的因素进行了分析,结果表明,热电偶的测量误差受到气流温度、气流流速、热辐射和热传导等因素的影响。其中,气流温度和流速的变化影响动态误差的大小;热辐射和热传导的强弱影响动态误差和静态误差的大小。此外,热电偶传热模型时间常数的最大值是最小值的4倍以上,表明热电偶传热模型中的参数具有极大的不确定性,增大了动态补偿的难度。其次,为了提高气流温度测量结果的准确性,在温度较低时,本文采用了两支热电偶同时测量,结合时域补偿方法动态计算热电偶传热模型中的时间常数,然后基于模型对测量温度进行补偿,将气流温度的动态测量误差降低到原来的1/22～1/8;在温度较高时,由于热辐射和热传导作用增强,双热电偶补偿方法将完全失效,本文采用三支热电偶同时测量,提出了三热电偶温度测量动态补偿方法,对气流温度进行动态补偿,将高温条件下,受到热对流、热辐射和热传导的影响产生的综合误差降低到原来的1/5～1/2。最后,搭建气流温度信号模拟系统实验平台,在利用实验结果对相关数学模型进行验证的基础上,分别采用双热电偶和三热电偶温度测量动态补偿方法对测量结果进行补偿。补偿结果表明,双热电偶补偿方法可以将热对流误差降低到原来的1/5～1/3。三热电偶补偿方法可以将热对流、热辐射和热传导的综合误差降低到原来的1/4～1/2。