压敏漆测压技术是一种利用高分子有机物(探针分子)的光致发光特性和“氧猝熄”效应进行物体表面压力测量的试验技术,该技术能够以非侵入的方式获得物面分辨率较高的连续压力图谱,弥补了传统压力测量方式的固有缺陷和不足。目前,国内外对于该项技术的试验方法和后处理算法的研究比较深入,但对于压敏漆测量系统,尤其是双组份压敏漆测量系统的误差分析及不确定度研究涉及很少。本文综合运用理论分析、数学推演和试验方法,对双组份压敏漆测量系统的测量不确定度进行了系统而深入的研究。首先,论文推导建立了双组份压敏漆测量系统的压力测量不确定度分析与评定方法,并进行了适用性验证。其次,基于建立的评定方法,进行了如下四项研究工作:(1)分析并验证了双组份压敏漆对部分单组份压敏漆固有误差源的修正机理;(2)推导了双组份压敏漆测量系统的压力分辨率极限和压力系数分辨率极限的表达形式,总结了提高系统压力及压力系数分辨率的若干方法;(3)推导了双组份压敏漆测量系统的基本误差容许上限表达形式,验证了国外文献中给出的压敏漆测量系统基本误差容许上限表达形式的正确性[57],指出不同工况下需要重点控制的误差源;(4)进行了试验主要误差源的辨识,研究了主要误差源精准度对压力测量不确定度的影响。论文完成的主要工作如下:一、借鉴刘天舒等人建立单组份压敏漆测量系统测量不确定度评定方法的研究思路[57],建立了双组份压敏漆测量系统的测量不确定度分析与评定方法。推导了适用于双组份压敏漆的经典Stern-Volmer关系式,辨识并分析了压敏漆测压技术中所涉及的各项误差源及其作用原理,以经典Stern-Volmer关系式为基础,在消除或剥离各项误差源后,推导了建立双组份压敏漆测量系统不确定度分析与评定方法的物理基础(广义Stern-Volmer关系式),基于误差传递理论和广义Stern-Volmer关系式,分析总结了自变量误差源的灵敏度系数、基本方差和合成标准不确定度的表达形式,建立了适用于双组份压敏漆测量系统的压力测量不确定度分析与评定方法。二、验证了双组份压敏漆测量系统不确定度评定方法的准确性和适用性。基于误差模拟的思想,通过改变压敏漆发光强度的变压力法和变功率法模拟压敏漆光降解、表面污染及激发光源的光强变化和图像配准误差,人为假定光谱泄漏量或更换滤片的方法模拟真实的光谱泄露误差,以相机暗电流替代光子散粒噪声,人为设定参考压力误差和压敏漆校准误差,改变校准温度模拟温度误差等一系列方法,设计了相应的校准验证试验,阐明了不确定度评定方法适用性条件,证实了评定方法的工程适用性。三、基于广义Stern-Volmer关系式的推导,分析阐述了双组份压敏漆对于涂层厚度变化、受测点与镜头距离的变化、涂层照度变化和压敏漆温度效应这四项单组份压敏漆固有误差源的修正机理,并设计了相应的校准验证试验,证实了双组份压敏漆对上述四项误差源修正机理的真实性和修正效果的有效性,指出了双组份压敏漆在工程应用上的优势。四、基于建立的双组份压敏漆测量不确定度分析与评定方法,在只存在光子散粒噪声误差源的“理想”情况下,推导了双组份压敏漆测量系统的压力分辨率极限形式,推导了一维等熵流和正激波两种情况下的压力系数分辨率极限形式,分析了系统压力及压力系数分辨率极限随校准系数、物面压力、来流总压及马赫数等参数的变化规律,总结了提高测量压力及压力系数分辨率进而提高PSP测量精准度的准则,提出了在亚声速增压、超声速常压或降压等提高PSP试验精准度的若干方法。五、基于压敏漆测量系统的不确定度传播方程和拉格朗日乘子算法,推导了基本误差容许上限的表达形式,验证了国外文献中给出的压敏漆测量系统基本误差容许上限表达形式的正确性[57],估算了双组份压敏漆测量系统所包含的16项基本误差的容许上限,分析了基本误差容许上限随压力、温度和校准系数及其对温度的导数等参数的变化规律,比较了单组份与双组份压敏漆的基本误差容许上限的差异,指出在不同工况下需要重点控制的误差源,提出了若干提高PSP试验精准度的方法。六、实施了某型客机机翼双组份压敏漆试验,基于建立的双组份压敏漆不确定度评定方法,估算了上翼面的压力测量不确定度量值,分析了压力测量不确定度的分布规律,探讨了机翼前缘不确定度量值较大的原因和压力梯度较大区域的不确定度曲线“鼓包”成因的机理,辨识了主要误差源,总结了有效提高试验精准度的部分方法和原则,研究了压敏漆校准精度和图像配准精度这两项主要误差源对压力不确定度的影响并探讨了两者的作用机理和范围。七、针对双组份压敏漆试验技术中的重要误差源-压敏漆校准系数,设计了相应的校准试验,获得了压敏漆校准均方根误差带,研究了校准试验中涉及的图像光强调节、平均图像数量、取图区域选取、滤波选择、图像清晰度调节和模数转换位数等技术细节对校准精准度的影响,总结了压敏漆校准试验的实施准则和注意细节,研究结果对于压敏漆的校准技术具有较强的指导作用。八、开发了适用于双组份压敏漆测量系统的校准后处理软件和风洞试验后处理软件。九、总结全文,指出论文的主要创新点,提出压敏漆测量不确定研究的发展方向。