多点压力扫描阀测量系统在激波/湍流边界层干扰实验中的应用

1 概述

在航空气动力及流体机械的流体力学实验研究 中 ， 经常遇到多点压力测量的问题 。 在测量飞行器试验模型的表面压力分布时 ， 测压孔往往多达几百个甚至上千个 。 采用多 点压力扫描阀系统来完成这种测量 ， 可以加快实验速度 ， 提高实验效率 ， 节约能源 ， 降低实验费用 ， 而且可以提高压力测 量的精度 。 我们在激波湍流边界层干扰研究课题 的实验研究中 ， 遇到了这个问题 ， 需要测量流场中试验模型表面上的压力分布 ， 测压孔多达四百个之多 ， 而且试验是在来流马赫数为1.79至2.50的高速风洞中进行的 ， 同时由于试验模型的参数变化又很多 ， 需要大量次数的吹风 ， 实验费用相当昂贵 。 为此我们采用 了多点压力扫描阀快速自动采集技术 。 利用高速扫描阀 一 压力传感器 一 测 量控制装置 一 计算机组成的测试系统 ， 成功地完成了测试任务 。 在测试中我们参考有关文献,利用程序语言和测控语言 ， 编写了测试 、 校正和数据处理 的一套程序。

2 测试系统的组成

图1是本文所描述的整个压力测量系统的框图 。

试验所用扫描阀为美国生产的DGN型压力扫描阀 ， 所用压 力传感器为该公司生产的PDCR22A型传感器 。 由于试验模型上压力测点较多 ， 采用了9个扫描阀及传感器 。 每个扫描阀有48个压力测 点 。 所用的传感器量程在（69~690）x10³范围内 。 压力传感器装在扫描阀阀体内 ， 扫描阀测压孔所感受的压力传给传感器 ， 然后把传感 器的输出电压信号通过屏蔽信号线接到测控装置的功能板的输人端上 。 我们在压力采集中使用的是中的通道高速转换器板及通道低电平多路转 换器功能板 ， 前者 为系统提供基本的模拟量输入能 力 ， 将模拟量输入电压值转换为位的数字量送到处理机处理 ， 而后者 为前者增加 了低电平 、 低共 模输人的扩展能力 。 传感器的电压信号经 多路转 换器功能板和放大器放 大 后 ， 再经过转换 ， 把电压模拟量转换为电压数字 量 ， 然后送到 内的小型处理机处理 ， 最后送到计算机 。 压力扫描阀的步进过程是由的继电器输出功能板输出的脉冲信号控制的 。

图2是实验程序的简要框图 ， 它是一个主程序 ， 包括了整个测试过程的内容 。 每个方框是一个测试环节 ， 每个重要环节都是一个子程序 。 主程序的功能是贯穿整个测试过程 ， 输入输出主要参数数据 ， 调用各个子程序 。 子程序的功能是完成某一个具体的测试或处理任务 。