一种脉动压力比对校准误差修正数据处理方法,中国科学消息.doc

一种脉动压力比对校准误差修正数据处理方法，中国科技信息，：阎玲摘要：依据行业规程，为了满足某型飞机垂尾抖振科目试飞测试要求,基于脉动压力传感器测试中，针对产生的误差原因分析，提出了飞行试验中比对校准误差修正数据处理方法。

关键词：脉动压力；测试；校准；标定；数据处理1 引言随着航空技术的不断进步，动态压力测量技术得到迅猛发展，使得动态压力测试技术在测试脉动压力时，可以获得准确结果。

在被测量的物理量随时间变化的情况下，传感器的输出能否良好地跟随输入量变化是一个很重要的问题，有时传感器尽管其静态性能非常好，但由于不能很好地跟随输入量变化而导致误差。

在脉动压力测试中，测量误差大小直接影响飞行测试结果，如果不能保证脉动压力传感器的精度，就无法满足飞机垂尾抖振科目试飞测试要求。

因此，对于飞行中所使用的脉动压力传感器，必须定期对其各项技术性能指标进行校准，以此来确定其灵敏度和误差范围，最终达到整个测试系统的可靠精度，如何保证飞行试验数据准确可靠,可靠的校准方法和数据处理至关重要。

2误差原因分析通常飞行试验中稳态压力传感器测试用标准压力源进行内场校准，由于脉动压力传感器安装在垂尾壁面无法进行内场校准，传感器未装机前由于传感器结构限制也不能进行实验室内场校准。

测试精度的主要部分是压力传感器校准,传统方法是沿用厂家出厂时标定的传感器灵敏度进行计算给出校线, 这种方法在试飞试验中发现误差较大,其误差原因是：（1）.传感器本身漂移使出厂后传感器灵敏度有变化，使用出厂时的灵敏度已不可行。

脉动压力传感器测试中，桥压的精确度直接决定了动态压力传感器的信号输出精度，由于动态压力传感器的输出信号较小，灵敏度大致为4 mv/psi，信号满量程输出也仅为100mV左右，桥压的微小波动，也会引起灵敏度的改变。

（2）.传感器制造中自身零位存在，传感器的零位一致性差，变化范围可达-12mv/psi --12mv/psi，造成了误差的存在。

一直以来未能对压力传感器误差提出相应的改进方法,测试精度就无法保证。

不解决误差的存在将导致测试系统测量不准确，无法获取可靠的飞行试验数据。

根据以上两点导致的误差原因分析，在无标定方法借鉴的情况下，针对误差的存在，在实验的基础上，依据行业规范，提出了比对校准误差修正数据处理方法的研究，首次用于飞行试验中。

3.一般常用标校方法3.1静态校准依据测量和监控装置对比校准规程（BMI.QEMS）比对是在规定条件下，对相同准确度等级的同类基准标准或工作计量器具之间的量值进行比较，校准：是指被校的计量器具与高一等级的计量标准相比较，以确定被校计量的示值误差。

静态校准主要是利用压力标准器按照传感器的测量范围，均匀地施加标准压力来测量传感器灵敏度，非线性以及重复性，迟滞等静态误差指标。

3.2 动态校准动态校准是建立在静态校准的基础上，动态校准主要是测出传感器的上升时间，固有频率等动态性能指标。

在实际测试过程中，传感器的上升时间是指其输出从稳态值的10%上升到所需的时间，传感器动态校准是在校准激波管上进行的。

对于时域动态校准，就是输入一种时域激励信号到被校准系统，并记录被校系统对激励信号的瞬态响应。

最后可以求出动态性能指标。

频域动态校准，就是输入各种频率的正弦信号到被校系统，测出被校系统输出响应信号的幅值与相位后，便可以求出系统频域特性。

随机动态校准，就是给被校系统输入随机信号，由系统对激励信号的响应求出被校系统的动态性能指标。

4. 比对校准误差修正方法测量和监控装置对比校准规程（BMI.QEMS），是实验方法依据。

实验中具体做法：4.1比对校准框图如下：比对校准框图4.2标定传感器做标准：在实验室选一个同量程范围的传感器对其进行标定，给出输入--输出关系。

（Y:物理量--- X: 码值），由于最小二乘法是数学优化技术，它通过最小化误差的平方和寻找数据的最佳函数匹配，所以选用最小二乘方法做数据量值传递。

最小二乘法可以简便地求得未知的数据，并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。

通过给出标准实验数据得出实验室标定传感器标准公式（1）由实验室标定数据得出:y = 0.00795715 x - 10.50409437 ---- (1) 可已知输入与输出关系。

4.3标准传感器与实测传感器进行比对：1)用在实验室标定的标准传感器给出的输入输出关系式（1），将综合采集测试系统实际测出参数码值带入公式（1）中计算出物理量。

2)用在实验室标定的原始传感器给出的输入输出关系式（2），将综合采集测试系统实际测出参数码值带入公式（2）中计算出物理量。

进行实测系统测试参数与标准传感器物理量比对。

通过比对计算出物理量偏差值。

其应用方法如下：原始数据输入(X)---输出(Y)Y：kPa X: 码值6.895 105068.950 12435137.900 25091206.850 37728275.800 50381344.750 63013由数据得出：y = 0.00545229 x + 1.14269762 -----（2）综合采集测试系统实际测出参数码值为：13450,将码值分别带入式（1）（2）中，经计算得到96.519 kPa和74.48kPa。

通过公式（1）与公式（2）实际测量数据进行比对，找出标准传感器与实际测试参数传感器偏差值，进行数据处理。

4.4.数据处理：由于传感器自身零位存在，在数据处理时必须根据各个不同的传感器特性，通过比对方法分别计算出每个测量点修正量后进行数据处理并对零位逐一进行数据修正，最终给出校准数据校线。

修正后的数据输入(X)---输出(Y)Y：kPa X: 码值28.954 105091.009 12435159.959 25091228.909 37728297.859 50381366.809 63013由数据得出：y = 0.00545229 x + 23.20169762 -----（3）4.5用标准压力仪器验证：用一个标准压力仪器，精度（0.02%）进行现场测试场压96.15kPa，对所进行的实验数据验证分析如下：公式（Y：kPa X:码值）计算物理量误差（%）标准传感器y = 0.00795715 x - 10.50409437 96.519 kPa 0.109原始数据y = 0.00545229 x + 1.14269762 74.48kPa 6.37修正后y = 0.00545229 x + 23.20169762 96.535 kPa 0.113通过以上测试结果分析得出：如果按传统方法校准将带来6.37%的相对误差，通过比对和数据处理修正方法后相对误差为0.113%，满足测试的要求。

经过最小二乘法数据计算后，斜率并未改变，只是常数改变了，通过标准压力仪器验证，进行脉动压力校准时采用比对校准误差修正数据处理方法可行.5.结束语实践证明，比对校准方法解决了脉动压力传感器校准精度误差的问题。

比对校准方法误差小精度高，是行之有效的一种方法，目前此方法已在科研试飞中得到应用，在飞行测试数据中得到了满意的结果，满足了测试的要求，此方法可以为后续制定脉动压力传感器校准标准提供借鉴。

中国科技信息| 刘振军| 2015/10/10 9:19:07 | 56 | 学术一种数字信道化接收机参数编码方法，电子世界，《电子世界》：吴鹏【摘要】研究了一种基于多波束比幅测角的数字信道化接收机参数编码方法。

描述了数字信道化接收机的参数编码流程；详细论述编码过程中的几个关键问题，特别是通道间幅度测量同步和脉冲到达角（DOA）测量方法。

运用该参数编码方法的数字信道化接收机的脉冲描述字（PDW）编码与典型接收机的一致。

该方法已成功应用于ESM系统的侦察接收机中。

【关键词】数字信道化接收机；参数编码；幅度同步；比幅测角1.引言在现代电子战（EW）数字化接收机的设计中，信道化处理是最重要的环节之一，目前也被认为是用现代技术实现宽带数字化的主要途径[1]。

为了求出输入信号的传统的脉冲描述字（PDW）的五大参数，必须对信道化后的输出进一步处理，也就是对参数编码方法进行设计。

参数编码是EW接收机中比较复杂的部分，对参数编码方法的研究也很多。

但国内外很少有相关文献的报道，即使取得了一些成果也较少公开发表，这主要是由于参数编码方法缺乏一个可以广泛接受的评估标准。

因此，数字信道化接收机设计的难点通常认为在于信道化后续的参数编码方法的设计。

文中对参数编码方法中几个关键问题进行了论述。

2.数字信道化接收机简介数字信道化接收机原理框图如图1所示，一共有4个接收通道：3个定向通道和1个全向通道。

每个通道的模拟前端输出模拟中频信号，经过高速宽带ADC采样转换成高速数字信号。

所有通道的数字信道化处理模块将ADC输出的数字信号分析成多个子信道的复信号输出。

除定向通道2外，其他3个通道的数字信道化输出信号经过幅度测量模块得到幅度参数。

“参数编码模块”（图中虚线框所示）在定向通道2的数字信道化输出信号进入后，对信号进行时域参数测量和角度测量。

其中，角度测量是通过比幅测向实现的。

因此，在进行角度测量之前，定向通道2向其他3个通道发送通道间幅度同步信号，随后这3个通道相继将各自的经过同步的幅度测量值回送给定向通道2用于测角。

最后，对测得的参数进行脉冲描述字（PDW）编码，形成完整的PDW输出。

3.参数编码3.1 参数编码流程传统的脉冲描述字（PDW）的五大参数包括：脉冲宽度（PW）、脉冲频率（RF）、脉冲幅度（PA）、脉冲到达时间（TOA）及脉冲到达角（DOA）[2]。

在此的参数编码对象即为这五大参数。

参数编码流程主要包括：幅频参数测量（Cordic测幅相，相位差分法测频），时域参数测量，角度测量（通道间幅度同步，4波束比幅测角），PDW编码输出[3]。

幅频参数测量是指信号幅度和频率的测量。

codic算法和相位差分法的组合方法来实现瞬时测频和幅度是比较经典的方法。

该方法的优点易于在可编程器件中实现，能够实时实现幅度和频率的测量，同时还能保证有较高的参数测量精度。

时域参数测量包括测量脉冲宽度和脉冲到达时间（TOA）。

常见的时域参数测量方法是计数法，在此就不再赘述。

角度测量方法比较常见的是多波束比幅测角法和相位干涉仪测角法。

多波束比幅测角法的算法简单、工程实现较容易，在测角精度要求不是特别高的情况得到广泛应用。

本设计中就采用该方法。

多波束比幅测角是通过比较多个波束同时收到的同一脉冲信号的幅度关系，计算得到脉冲信号到达角。

该方法中两个关键技术是通道间幅度测量同步和比幅测角，它们直接影响测角精度。

3.2 通道间幅度测量同步定向通道2需要回读其他3个通道的幅度测量值与自身测得的幅度一起才能进行比幅测角。

为了保证比幅测角的精度，要求4个通道尽量是取同一个脉冲内的同一时刻点的幅度值作为该脉冲的幅度测量值，也就是通道间幅度测量同步。