一种基于压力扫描阀的模型表面压力连续测量试验系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于压力扫描阀的模型表面压力连续测量试验系统，包括模型表面的压力采集系统和角度采集系统及主控机，所述的测压采集系统主要包括两套压力扫描阀和系统处理器，所述的角度采集系统包括VXI数据采集设备，主控机通过触发形式触发两套采集系统同时按各自的采样率开始采集，当角度通道信号的值进入试验角度对应值时，记录对应角度这一时刻距离开始采样时刻的时间，同时去找对应时刻的扫描阀的测量值并存储，对所采集的进行挑选、处理，得到姿态角下的被测参数。本发明专利技术在模型姿态角匀速变化的过程中，能够采集到足够密集的气动特性数据，提高了风洞测压试验效率。提高了风洞测压试验效率。提高了风洞测压试验效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于压力扫描阀的模型表面压力连续测量试验系统


[0001]本专利技术属于航空气动力风洞试验
，具体涉及一种基于压力扫描阀的模型表面压力连续测量试验系统。

技术介绍

[0002]风洞实验技术作为空气动力学研究广泛采用的方法，为航空、航天等领域的发展提供必要的保障。风洞常规测压试验是由客户单位预先提出需求的试验角度序列，试验中按照这些角度逐一测量。试验中每一个角度都要等待模型到位、稳定后，再采集此位置的试验数据，每个需求角度都要进行这个步骤直到车次结束。这种方法在数据采集稳定性上非常好，可以真实地反映当前角度下模型的状态。但是，这种方法也存在一定缺陷，例如试验数据量较少，飞机的气动特性信息不全等。
[0003]现有的模型表面测压及测力试验流程：风速稳定后，模型每走到一个角度，模型表面的压力采集系统和角度采集系统开始按照设备各自的采样频率并行采集，试验结束后形成两个数据文件，提供给数据分析人员，这种方式无论是系统采集的同步性，还是每个点对应数据的时间同步性都无法保证，而且一条风下来提供的试验数据量是有限的，只是试验计划列表中的角度序列对应的测压和测力数据。

技术实现思路

[0004]基于以上不足之处，本专利技术提供一种基于压力扫描阀的模型表面压力连续测量试验系统，解决了以往在低速风洞中进行的常规步进姿态角静态试验效率低、试验结果信息量少的问题。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：一种基于压力扫描阀的模型表面压力连续测量试验系统，包括模型表面的压力采集系统和角度采集系统及主控机，所述的压力采集系统包括两套PSI8400压力扫描阀、系统处理器、光纤接口单元、扫描阀数字化接口单元、扫描阀接口单元和多套压力校准单元，主控机与系统处理器通过以太网通讯，系统处理器分别与光纤接口单元、多套压力校准单元电信号连接，光纤接口单元与扫描阀数字化接口单元光纤通讯，扫描阀数字化接口单元通过扫描阀接口单元与两套PSI8400压力扫描阀连接，所述的角度采集系统包括VXI数据采集设备，VXI数据采集设备与主控机电信号连接；主控机通过触发形式触发两套采集系统同时按各自的采样率开始采集，VXI数据采集系统实时侦测角度采集通道的信号变化，当角度通道信号的值进入试验角度对应值时，记录对应角度这一时刻距离开始采样的时刻的时间，并根据这一时间去找对应时刻的PSI8400压力扫描阀的测量值并存储，循环直到完成所有试验角度的压力采集，对所采集的数据按特定的规律进行挑选、处理，从而得到所要求姿态角下的被测参数。
[0006]本专利技术的另一目的是提供采用如上所述的试验系统得出的一种试验方法，如下：试验风速稳定后，角度机构开始匀速运行设定的角度范围，VXI数据采集系统的采集频率为125Hz，PSI8400压力扫描阀的测点频率为20Hz，通过触发形式触发两套系统同时按各自的
采样率开始采集，VXI数据采集系统实时侦测角度采集通道的信号变化，当角度通道信号的值进入试验角度对应值时，VXI数据采集系统记录下当前角度通道对应的天平的测力数据的同时，还要记录对应角度这一时刻距离开始采样时刻的时间，测压采集单元根据这一时间，找到试验角度对应时刻的压力测量值并分析显示、存储，保证了两套采集系统采集的数据完全是同一角度、同一时刻的数据，循环直到完成所有试验角度的数据采集，即完成该车次试验。
[0007]进一步的，试验风速稳定后，在设定角度范围内
‑
4～20
°
，角度机构开始匀速运行，模型表面压力数据采集：采样周期50ms，每秒钟采集20点，在试验总时间内采集2112点；总时间为105.6s，得到2112
×
n的数据矩阵；模型角度数据采集：采样周期8ms，每秒钟采集125点，模型角度行进角速率为0.25
°
/S，角度范围
‑
4～20
°
，间隔0.5
°
，进而得到对应角度点下的采样点序列，最后得到49
×
2角度、采样点的数据矩阵；时间序列：通过公式1得到时间序列，即特定角度对应的采样点；再通过公式2，依据PSI8400压力扫描阀和VXI数据采集设备采样频率的差异，得到匹配特定角度点的模型压力数据矩阵行数，
[0008][0009][0010]最后依据对应点数，匹配需找模型压力数据矩阵对应行数，进行数据提取，得到
‑
4～20
°
角度范围的49
×
(n+1)模型压力数据矩阵。
[0011]本专利技术的优点及有益效果：本专利技术能够实现模型运动过程完成压力数据的连续采集，使得一次实验能够得到一系列机构角度变化下的压力数据；在模型姿态角匀速变化的过程中，能够采集到足够密集的气动特性数据，大大提高风洞测压试验效率，提供了更加完整丰富的气动数据，降低吹风时间，并降低试验成本。这更有利于完整、准确地掌握飞机的气动特性。
附图说明
[0012]图1是本专利技术的测压采集单元原理图。
[0013]图2是本专利技术的数据处理流程图。
具体实施方式
[0014]以下结合附图实例对本专利技术作进一步介绍。
[0015]实施例1
[0016]一种基于压力扫描阀的模型表面压力连续测量试验系统，包括模型表面的压力采集系统和角度采集系统及主控机，如图1所示，所述的压力采集系统包括两套PSI8400压力扫描阀6、系统处理器2、光纤接口单元3、扫描阀数字化接口单元4、扫描阀接口单元5和三套压力校准单元7，所述的主控机1与系统处理器2通过以太网通讯，系统处理器2分别与光纤接口单元3、三套压力校准单元7电信号连接，光纤接口单元3与扫描阀数字化接口单元4光纤通讯，扫描阀数字化接口单元4通过扫描阀接口单元5与两套PSI8400压力扫描阀6连接。所述的角度采集系统包括VXI数据采集设备，VXI数据采集设备与主控机电信号连接。
[0017]主控机通过触发形式触发两套系统同时按各自的采样率开始采集，VXI数据采集系统实时侦测角度采集通道的信号变化，当角度通道信号的值进入试验角度对应值时，记录对应角度这一时刻距离开始采样时刻的时间，并根据这一时间去找对应时刻的模型表面压力连续测量试验系统的测量值并存储，循环直到完成所有试验角度的压力采集。
[0018]本实施例在所要求测量的姿态角范围内，按照模型姿态角的连续变化，采集被测参数，然后对所采集的大量数据按特定的规律进行挑选、处理，从而得到所要求姿态角下的被测参数。即利用VXI数据采集系统和PSI8400压力扫描阀的连续采集功能，找到试验角度对应时刻的压力测量值并分析显示、存储、处理从而完成压力测量试验。
[0019]实施例2
[0020]采用实施例1的系统得出的试验方法如下：如图2所示，当试验角度
‑4°‑
20
°
时，试验风速稳定后，角度机构从
‑4°
开始匀速运行到20
°
，VXI数据采集系统的采集频率为125Hz，PSI8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于压力扫描阀的模型表面压力连续测量试验系统，包括模型表面的压力采集系统和角度采集系统及主控机，其特征在于：所述的压力采集系统包括两套PSI8400压力扫描阀、系统处理器、光纤接口单元、扫描阀数字化接口单元、扫描阀接口单元和多套压力校准单元，主控机与系统处理器通过以太网通讯，系统处理器分别与光纤接口单元、多套压力校准单元电信号连接，光纤接口单元与扫描阀数字化接口单元光纤通讯，扫描阀数字化接口单元通过扫描阀接口单元与两套PSI8400压力扫描阀连接，所述的角度采集系统包括VXI数据采集设备，VXI数据采集设备与主控机电信号连接；主控机通过触发形式触发两套采集系统同时按各自的采样率开始采集，VXI数据采集系统实时侦测角度采集通道的信号变化，当角度通道信号的值进入试验角度对应值时，记录对应角度这一时刻距离开始采样的时刻的时间，并根据这一时间去找对应时刻的PSI 8400压力扫描阀的测量值并存储，循环直到完成所有试验角度的压力采集，对所采集的数据按特定的规律进行挑选、处理，从而得到所要求姿态角下的被测参数。2.根据权利要求1所述的一种基于压力扫描阀的模型表面压力连续测量试验系统得出的一种试验方法，其特征在于，方法如下：试验风速稳定后，角度机构开始匀速运行设定的角度范围，VXI数据采集系统的采集频率为125Hz，PSI8400压力扫描阀的测点频率为20Hz，通过触发形式触发两套系统同时按各自的采样率开始采集，VXI数据采集系统实时侦测角度采集通道的信号变化，当角度通道信号的值进入试验角度对应值时，VXI数据采集系统记录下当前角度通道对应的天平...

【专利技术属性】
技术研发人员：王萍，多勐，滕鹏，姚順禹，毛世鹏，张琦，周志坚，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司哈尔滨空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：