冲击波超压测试系统二次仪表频域特性

杜红棉 何志文 马铁华

杜红棉, 何志文, 马铁华. 冲击波超压测试系统二次仪表频域特性[J]. 爆炸与冲击, 2015, 35(2): 261-266. doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0261-06
引用本文: 杜红棉, 何志文, 马铁华. 冲击波超压测试系统二次仪表频域特性[J]. 爆炸与冲击, 2015, 35(2): 261-266. doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0261-06
Du Hong-mian, He Zhi-wen, Ma Tie-hua. Frequency domain characteristic of secondary instrument in the shock overpressure measurement system[J]. Explosion And Shock Waves, 2015, 35(2): 261-266. doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0261-06
Citation: Du Hong-mian, He Zhi-wen, Ma Tie-hua. Frequency domain characteristic of secondary instrument in the shock overpressure measurement system[J]. Explosion And Shock Waves, 2015, 35(2): 261-266. doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0261-06

冲击波超压测试系统二次仪表频域特性

doi: 10.11883/1001-1455(2015)02-0261-06
基金项目: 山西省青年科技研究基金项目(2013021015);仪器科学与动态测试教育部重点实验室基金项目(9140c20409)
详细信息
    作者简介:

    杜红棉(1977—), 女, 博士, 副教授

    通讯作者:何志文, hezhiwen6@163.com

  • 中图分类号: O347.5;TN911.6

Frequency domain characteristic of secondary instrument in the shock overpressure measurement system

  • 摘要: 从二次仪表对冲击波的峰值、持续时间和比冲量3个主要参数的影响出发,首先构建了冲击波信号用以分析冲击波信号特性;搭建了适配器等效电路,对适配器的低频特性进行了实验研究;在MATLAB平台上构建了5种常用滤波器模型,模拟了不同类型滤波器和不同截止频率下测试系统的输出。模拟和实验结果表明:适配器的低频特性影响冲击波信号的持续时间和比冲量;在5种滤波器中贝塞尔滤波器最适合冲击波测试系统;滤波器截止频率对冲击波超压峰值影响明显;小型试验对测试系统的带宽要求高。
  • 图  1  理想冲击波

    Figure  1.  Ideal shock wave

    图  2  冲击波超压信号

    Figure  2.  Ideal blast wave

    图  3  实测冲击波超压信号

    Figure  3.  Measured blast wave

    图  4  高通滤波器的输入输出对比

    Figure  4.  Input and output contrast of the high-pass filter

    图  5  不同滤波器对冲击波信号的滤波结果

    Figure  5.  The shock wave filtering results with different filters

    表  1  冲击波信号参数表

    Table  1.   Parameter list of blast wave

    w/kgr/mΔpmax/MPat+/ms
    10.54.0073.0
    111.0304.3
    120.2156.0
    130.0857.4
    140.0468.5
    150.0299.5
    1050.1524.4
    10050.8806.5
    1 00054.0079.5
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    表  2  不同截止频率的高通滤波器的输出

    Table  2.   High-pass filter output characteristic of shock wave with different cutoff frequency

    τ+, in/msfc=0.159 Hzfc=1.59 Hzfc=15.9 Hz
    τ+, out/msε/%τ+, out/msε/%τ+, out/msε/%
    0.10.1000.1000.0973
    1.01.0001.0000.8119
    10.010.0008.3116.94.7252.8
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    表  3  低通滤波器滤波前后误差

    Table  3.   The peak error statistics of shock wave through the five kinds of low-pass filter

    方法Δpmax/MPaε/%
    输入80.600 00
    巴特沃兹88.539 49.8
    切比雪夫Ⅰ53.473 1-33.6
    切比雪夫Ⅱ86.068 76.8
    椭圆形75.258 6-6.6
    贝塞尔78.711 7-2.3
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    表  4  冲击波超压峰值在不同截止频率下的误差

    Table  4.   The peak error statistics of shock wave through the Bessel filter

    w/kgr/mΔpmax, in/MPafc=50 kHzfc=100 kHzfc=130 kHzfc=156 kHz
    Δpmax, out/MPaε/%Δpmax, out/MPaε/%Δpmax, out/MPaε/%Δpmax, out/MPaε/%
    10.380.6076.285.378.472.678.942.179.251.7
    110.800 00.776 03.00.788 91.40.792 01.10.793 00.8
    1 000100.800 00.799 01.30.800 30.40.800 10.10.800 10.1
    1 0001000.0010.00100.00100.00100.0010
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-07-20
  • 修回日期:  2014-03-06
  • 刊出日期:  2015-03-25

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