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在马赫数Ma-3．8超声速风洞中，采用PIV（Particle Image Velocimetry，粒子图像测速）技术测量了超声速光学头罩流场的速度分布。PIV技术应用于超声速流场时，对系统的硬件配备、示踪粒子的跟随性以及PIV算法的精度有很高的要求。本文PIV系统选用高精度的同步控制器和高能量激光器；以纳米级粒径的粒子作为示踪粒子，通过斜激波响应实验分析了其在超声速流场中的跟随性；并采用多种高精度速度场算法对粒子图像进行处理。实验结果表明，示踪粒子在超声速流场中有很好的跟随性，采用的高精度速度场算法能够