水下测速涡轮传感器动态实验研究.pdf

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1、42传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第7期水下测速涡轮传感器动态实验研究陈勇，张合，马少杰，沈德璋(1．南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室，江苏南京210094；2．中国工程物理研究院电子工程研究所，四川绵阳621000)摘要：水下高速运动体可利用前置涡轮传感器来测量其自身运动速度。建立了水下测速涡轮传感器的动态方程，并分析了其在稳定加减速下的响应规律。利用高速水洞设备，设计了加减速的动态过程实验，并对实验结果进行了分析。理论分析和实验结果表明：动态模型与实验结果基本吻合

2、，动态下的运动规律与稳态变化规律基本相符。与静态测量值相比，此水下涡轮测速方案在加减速过程中存在动态误差，其中加速过程误差较大，在实际测量中需要修正。关键词：涡轮；水下测速；动态建模；水洞实验中图分类号：TH89；TJ43文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)07-0042-03DynamicexperimentstudyonunderwaterturbinevelocitymeasurementsensorCHENYong，ZHANGHe，MAShao—jie，SHENDe—zhang。(1．MinisterialKeyLaborato

3、ryofZNDY，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China；2．InstituteofElectronicEngineering，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，Mianyang621000，China)Abstract：Underwaterhigh—speedmovingbodycanusepre—turbinesensortomeasureitsownvelocityofmovement．Dynamic,equationsofunderwa

4、terturbinevelocitymeasurementsensorisestablished，andresponserulesundersteadyaccelerationanddecelerationareanalyzed．Byusinghigh—speedwatertunnelequipment，dynamicproeessexperimentsofaccelerationanddecelerationaredesigned，andthenexperimentalresultsareanalyzed．Theoreticalanalysisande

5、xperimentalresultsshowthatdynamicmodelandexperimentalresultsareconsistent，dynamicmovementruleisagreedwithsteady—statevariationrule，Comparedwithstaticmeasurementvalue，therearedynamicerrorsinthisunderwaterturbinespeedmeasurementprograminprocessofaccelerationanddeceleration，anddurin

6、gaccelerationprocess，theerrorislarge，whichrequirescorrectioninactualmeasurement．Keywords：turbine；underwatervelocitymeasurement；dynamicmodeling；watertunnelexperiment0引言对提高水下涡轮测速和测距精度具有重要意义。利用涡轮可进行流体速度和流量或者运动体自身速度利用涡轮进行水中流速或流量的测量的研究多见于涡和距离的测量，例如：在一些小过载、无旋或微旋陆上弹药轮流量传感器。近年来已有很多针对涡轮流量

7、传感器的动中，有利用飞行过程中的空气动力，采用前置涡轮作为解除态特性和误差的研究，李文等人利用涡轮流量传感器的保险的装置。水下的高速运动体也具有该环境激励，且数学模型进行求解，总结并验证了脉动流对涡轮流量计误水流的驱动力更大，但涡轮在水下的运动规律更为复杂。差的影响规律。王松等人。基于理论分析和实验验证，提沈德璋等人提出了一种在运动体头部安装一个外置涡出了一种基于循环周期数的动态流量测量法，目的是获得轮用于水下测速的方案，并对其稳态点的速度与转速关系准确的动态流量信号。王建强在前人建立的方程的基进行了建模与分析，基本验证了此方案的可行性。水下运础上进行了

8、简化和推导，得到了涡轮传感器的运动方程和动环境复杂，存在加减速、水流速度压力变化