針對振動、溫度應力等引起的風洞應變天平檢測電路（惠斯登電橋）的退化或失效,提出一種檢測方法。基于不同時刻在電橋不同節(jié)點施加激勵并測量其響應,通過理論計算實現電橋的參數解析,基于聚類實現失效檢測。研制了原理樣機,并開展實驗研究,實驗結果表明該方法有效,可以實現電橋的失效檢測,電橋電阻的測量精度可以達到0. 2‰以上�；谠摲椒ㄔO計的樣機,可以實現應變天平檢測電路的退化及失效的自動檢測,節(jié)省故障診斷時間,提高風洞試驗的可用時間。 

【文章來源】：國防科技大學學報. 2020,42(01)北大核心EICSCD

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

天平測量電路基本結構

針對上述可能的故障失效模式，建立如圖2所示失效檢測電路模型:電阻R1～R4為電橋本身的電阻，R5～R8為引出的4條線的線電阻，R9為測量電路與大地(天平本體)的隔離電阻。一般情況下，R1～R4為百歐姆量級，R5～R8的大小與線纜的長度等有關，常用的AWG30銅線電阻約為0.34Ω/m,R9一般可認為為無窮大。該模型對外有5個輸入輸出節(jié)點，與物理結構相符:節(jié)點0對天平本體，通過依次連接的支桿—攻角機構—風洞本體與大地連接，節(jié)點1～4分別對應電橋的4條引線端點�；陔娐穼ΨQ結構，為下文論述方便，如無特殊說明，假定R1為測量應變片，R2為溫度補償電阻，R3和R4為另一橋臂。表1給出了不同退化或者失效在模型中的表現形式。

采用圖3所示基本原理對測量電路進行檢測:將開關SW1和SW2連接到不同位置，分別在電橋的節(jié)點1或2與節(jié)點3或4之間施加激勵，并測量節(jié)點0～4、a1和a2這7個節(jié)點之間的電壓差，通過解算得到各參數。圖中V為電源，Ra1和Ra2為高精度低溫漂參考電阻。首先在節(jié)點1與4之間添加電壓，設電流為I14，基于基爾霍夫定律可以得到:

【參考文獻】：
期刊論文
[1]應變天平零點溫度漂移補償研究[J]. 李純,李琦,姚程煒,于常安.  傳感器世界. 2016(07)
[2]高超聲速風洞多天平測力試驗技術研究[J]. 舒海峰,許曉斌,孫鵬.  實驗流體力學. 2014(04)
[3]桿式風洞應變天平動態(tài)解耦-補償[J]. 楊雙龍,周全,徐科軍.  儀器儀表學報. 2011(07)



本文編號：3389197