【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于航空发动机进气总温传感器动态特性实验的装置及方法，属于总温传感器动态测试领域。
技术介绍
1、在航空发动机控制和测试领域，发动机多截面进气总温能直接影响发动机正常工作，是需要被监测的重要参数，因此总温传感器的性能和精度对于发动机正常工作至关重要。
2、航空发动机进气总温传感器多由热电阻探针与气流滞止罩的结构组成，滞止罩将气流减速升温，从而获取被测气流的总温。但在总温传感器测温过程中，会存在响应延迟的动态误差以及包括速度误差、导热误差和辐射误差在内的稳态误差。为使得总温传感器能实现高精度实时测温的需求，需开展动态特性实验以及动态误差补偿的研究。总温传感器动态性能多用时间常数来评价，一般通过实验获取传感器在气流温度阶跃变化下的动态响应得到其时间常数。此外，还可通过实验获取传感器在气流温度交替变化下的动态响应以评价其频域特性。
3、温度阶跃变化实验一般采用弹射装置将传感器从冷气流中迅速送至热气流中，从而实现传感器测量气流温度的阶跃变化，但对于弹射装置的稳定性、精确度以及响应速度要求极高；而温度交替变化实验常采用冷热气流交替通过带孔转轮的方式实现，但对于通过转轮的气流流量控制要求极高，且外露的转轮存在安全隐患。公布号cn114485996a的专利，公开了一种基于超音速射流元件的交变气流温度发生装置，但是该装置对于射流元件的控制要求高，且需要提供稳定且流量很大的恒定热风洞。公告号cn116067610b的专利，公开了一种低马赫数下宽范围调节气流温度的冷热气流掺混装置，但是该装置的减压掺混段管道
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于航空发动机进气总温传感器动态特性实验的装置及方法，旨在对总温传感器开展在不同气流速度下的温度交变实验。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术公开的一种用于航空发动机进气总温传感器动态特性实验的装置，包括高压气源存储罐、稳压分流阀、电加热器、混合搅拌室、强制对流管道、静压传感器、总压传感器、总温传感器、参考热电阻、信号采集装置、滤波器、电源、伺服电机驱动器、伺服电机、上位机和下位机。
4、所述上位机通过数据线与下位机连接，所述下位机通过数据发送端与伺服电机驱动器连接，所述伺服电机驱动器与伺服电机连接，所述静压传感器、总压传感器、总温传感器和参考热电阻与信号采集装置连接，所述信号采集装置的信号经滤波器滤波后发送至下位机，所述电源为下位机、滤波器、信号采集装置和伺服电机驱动器供电。
5、所述高压气源存储罐的出口气流经稳压分流阀均分为两路，其中一路进入电加热器加热得到静温为t1的热气流，另一路为未经加热的冷气流，静温为t2。
6、所述稳压阀可以调节高压气源存储罐出口的气流压力pout，从而改变管道出口处气流速度v，出口处气流速度v的范围为20m/s～70m/s。
7、所述电加热器可以将气流充分加热至指定静温t1，温度范围在60℃至180℃之间，且温度误差为±1℃。
8、所述热气流和冷气流进入混合搅拌室，所述混合搅拌室内部的转动平板以角速度ω转动，致使单位时间内热气流和冷气流在混合搅拌室出口1和混合搅拌室出口2处掺混的流量m1和m2以周期t变化，因此混合搅拌室出口1和混合搅拌室出口2的气流静温t3和t4以同样的周期t变化。
9、所述混合搅拌室两个出口的气流分别进入强制对流管道的两个入口，所述强制对流管道的两个入口对称分布且夹角成90°，管道内部两股气流充分对流换热，管道出口截面气流温度t5径向分布均匀且以周期t变化。
10、所述电加热器可将气流加热至不同的温度且保持恒定，从而改变强制对流管道出口截面气流静温t5交变的幅值。
11、所述混合搅拌室内部转动平板与伺服电机主轴固定连接，通过改变所述伺服电机主轴的转动角速度ω，可以改变强制对流管道出口的气流静温t5交变的周期t，其中t＝π/ω。
12、所述静压传感器和总压传感器固定安装在强制对流管道两侧，静压传感器前端的引压管入口与总压传感器前端的皮托管入口在同一轴向位置。
13、所述静压传感器的测得气流的静压为ps，总压传感器的测得气流的总压为pt，则可计算得到气流的速度
14、所述的参考热电阻，其特征在于，尺寸小厚度薄，其动态性能优越，时间常数远小于所述总温传感器，参考热电阻粘结在总温传感器探针的顶部，以保证参考热电阻和总温传感器探针所测温度在空间上保持一致。
15、所述的数据采集装置，其特征在于，能够同时采集静压传感器、总压传感器、总温传感器和参考热电阻的信号，且信号采集的频率不小于50hz。
16、所述滤波器，其特征在于，能够降低噪声对采集信号的干扰。
17、所述下位机，其特征在于，具体为嵌入式可编程系统，能够根据需求进行相应功能的程序开发，实现对于伺服电机转速的控制，采用串口通信方式将静压传感器、总压传感器、总温传感器和参考热电阻的信号发送至上位机。
18、所述上位机，其特征在于，具有图形显示的人机交互界面，能够对收到的信号进行处理记录，并具备开发总温传感器动态补偿算法的功能。
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1.一种用于航空发动机进气总温传感器动态特性实验的装置，其特征在于，包括高压气源存储罐、稳压分流阀、电加热器、混合搅拌室(3)、强制对流管道(7)、静压传感器(8)、总压传感器(9)、总温传感器(10)、参考热电阻、信号采集装置、滤波器、电源、伺服电机驱动器、伺服电机(4)、上位机和下位机，所述上位机通过数据线与下位机连接，所述下位机通过数据发送端与伺服电机驱动器连接，所述伺服电机驱动器与伺服电机(4)连接，所述静压传感器(8)、总压传感器(9)、总温传感器(10)和参考热电阻与信号采集装置连接，所述信号采集装置的信号经滤波器滤波后发送至下位机，所述电源为下位机、滤波器、信号采集装置和伺服电机驱动器供电；
2.如权利要求1所述的一种用于航空发动机进气总温传感器动态特性实验的装置，其特征在于，所述热气流和冷气流进入混合搅拌室(3)，所述混合搅拌室(3)内部的转动平板(31)以角速度ω转动，致使单位时间内热气流和冷气流在混合搅拌室气流出口1(33)和混合搅拌室气流出口2(34)处掺混的流量m1和m2以周期T变化，因此混合搅拌室气流出口1(33)和混合搅拌室气流出口2(34
3.如权利要求1所述的一种用于航空发动机进气总温传感器动态特性实验的装置的方法，其特征在于，实验操作流程具有如下逻辑：
...【技术特征摘要】
1.一种用于航空发动机进气总温传感器动态特性实验的装置，其特征在于，包括高压气源存储罐、稳压分流阀、电加热器、混合搅拌室(3)、强制对流管道(7)、静压传感器(8)、总压传感器(9)、总温传感器(10)、参考热电阻、信号采集装置、滤波器、电源、伺服电机驱动器、伺服电机(4)、上位机和下位机，所述上位机通过数据线与下位机连接，所述下位机通过数据发送端与伺服电机驱动器连接，所述伺服电机驱动器与伺服电机(4)连接，所述静压传感器(8)、总压传感器(9)、总温传感器(10)和参考热电阻与信号采集装置连接，所述信号采集装置的信号经滤波器滤波后发送至下位机，所述电源为下位机、滤波器、信号采...
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