冲击波超压测试系统的动态不确定度研究

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冲击波超压测试是衡量武器爆炸威力的重要手段之一,冲击波相关参数的准确测试对于武器研制有重要作用,现普遍采用不确定度来描述测量结果的准确度。如今,静态不确定度理论发展的较为成熟,然而,爆炸场的冲击波压力信号超压峰值高、上升沿陡峭,属于动态测试范畴,动态测试的动态性和时变性决定了动态不确定度比静态不确定度有着更大的复杂性,动态不确定度正处于初始探索阶段,本文基于现有的不确定度理论对冲击波超压测试系统的不确定度进行了分析计算,主要研究了以下内容:(1)在查阅国内外众多文献的基础上,分析了爆炸冲击波信号的形成、特点以及参数,阐述了相关的不确定度理论以及评定方法,为冲击波测试系统的动态不确定度的计算提供了理论基础。(2)爆炸冲击波信号高带宽的特点决定了其对于传感器有着更高的要求,传感器的动态特性是保证测得数据准确的一个重要环节,本文对美国PCB、ENDEVCO公司以及国产共7种传感器进行了激波管校准,求出其时域和频域的动态性能指标。(3)根据系统的传递链精度模型,建立了测试系统的不确定度模型,从测试系统组成的角度,分别计算了传感器、滤波电路以及AD转换器的不确定度分量并进行了合成,对测试系统的不确定度进行了评定。(4)为保证测试的准确性和可靠性,需要对测试系统的动态灵敏度进行校准,基于动态灵敏度校准的原理对不确定度进行建模,分别对单次校准中激波管校准装置的不确定度、测试系统的读数不确定度以及重复校准时曲线拟合的不确定度分量进行了计算,并给出了动态灵敏度的合成不确定度。
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