Создание авиационного промышленного оптического пирометрического преобразователя

• Автор: Андреева, Татьяна Петровна
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 179 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМ СОЗДАНИЯ ОПП

1.1 Роль и место ОГ1 в современных системах автоматического управления температурой лопаток ротора ГТД
1.2. ОПП как средство измерения температуры нагретой поверхности лопаток для САУ ГТД и проблемы его создания и доводки
1.3. Требования к ОПП как к элементу системы автоматического контроля и регулирования температурною состояния ГТД и анализ направлений исследований.

1.4. Результаты анализа и постановка задач исследования

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ И МИНИМИЗАЦИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ОГП.

2.1. Анализ чувствительности инструментальной погрешности ОПП к вариации его конструкторских параметров и обоснование допускаемой инструментальной погрешности.
2.2. Определения оптимальных соотношений между конструкторскотехнологическими параметрами элементов ОПП формирование требований к фотодиоду

2.3. Исследования партии фотодиодов и анализ результатов.

2.4. Выводы и результаты исследований
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМИЧЕСКОГО И МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОЦЕНКИ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОПП
3.1. Разработка алгоритма оценки статической характеристики преобразования ОПП по измеренным спектральным характеристикам.
3.2. Анализ метрологических характеристик ОПГ1.
3.3. Обоснование выбора локальной поверочной схемы на основе экспериментальнорасчетной оценки предельной эффективной длины волны ОПП
3.4. Нормирование критериев качества калибровки ОПП в процессе выпуска и эксплуатации
3.5. Выводы и результаты.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРОЦЕССА ОЦЕНКИ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОПП.
4.1. Разработка установки для исследования спектральных характеристик фотодиодов.
4.2. Разработка локальных поверочных схем с применением группового компаратора и образцовых средств измерения на точках плавления чистых металлов.
4.3.Выводы и результаты
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ.
5.1. Экспериментальные исследования
5.2. Модификации ОПП в процессе доводки и их сравнительные исследования.
5.3. Перспективы использования ОПП в составе САУ и контроля ГТД
5.4. Выводы и результаты.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Использование данного метода оценки единой стандартной статической градуировочной характеристики дает существенное уменьшение трудоемкости градуировки и возможность учета неисключенной систематической погрешности при экспериментальном ее определении по моделям АЧТ. Проведена оценка точности применения метода определения градуировочной характеристики ОПП. Проведен расчет чувствительности метода к погрешности задания исходных данных. При этом экспериментально измеренные спектральные характеристики аппроксимировались подходящими аналитическими выражениями. Выявлены источники погрешности определения индивидуальных и единой стандартной эталонной характеристики и получены оценки составляющих погрешности градуировочных характеристик ОПП. Показано, что относительная погрешность определения градуировочных характеристик экспериментально расчетным методом с доверительной вероятностью 0. А 0. Получены оценки значений предельной эффективной ДЛИНЫ ВОЛНЫ V ДЛЯ выборки серийно выпускаемых III в диапазоне измерения температур 3И3К, основанные на использовании экспериментально измеренных характеристик спектральной чувствительности. Показано также, что в диапазоне измеряемых температур имеется существенная зависимость предельной эффективной длины волны Хт от измеряемой температуры. Проведено исследование параметров выборки серийно выпускаемых II1К, на основании статистического анализа результатов которого определены значения полей контрольных допусков для производства ОПП, обеспечивающих возможность выпуска ОПП в серийном производстве с требуемой основной инструментальной доверительной погрешностью. В четвертой главе описана разработанная экспериментальная установка для измерения спектральных характеристик фотодиодов, ОПП различных типов. Приведены результаты измерений спектральных характеристик фотодиодов и ОПП различных модификаций ОПП, ОП1, ОППК, ОПП. В результате экспериментальных исследований показано, что наименьшим рассеянием в области длинноволнового края спектральных характеристик, обладает специализированный фотодиод ФД3 Полет9 и ОППК не более М 5 нм по уровню 0. Применение в ОПП специализированного фотодиода ФД3 обеспечивает уменьшение составляющей основной инструментальной погрешности ОПП, связанной с рассеянием технологическим разбросом спектральных характеристик серийных фотодиодов. Рассмотрены средства метрологического обеспечения и локальная поверочная схема для обеспечения промышленного серийного выпуска и эксплуатации ОПП с применением группового компаратора и АЧТ на точках плавления чистых металлов Си и А. В питой главе приведены результаты проведенных экспериментальнорасчетных оценок градуировочных характеристик ОПП различных типов и эталонных градуировочных характеристик для каждого типа 1, полученных согласно методике, описанной в главе 3. Показано, что наибольшим рассеянием технологическим разбросом обладают градуировочные характеристики оптического пирометрического преобразователя ОПП, в котором в качестве фотоприемника используется серийный фотодиод ФДКП АГЦ3. ТУ. Абсолютное значение отклонения индивидуальных градуировочных характеристик от усредненной характеристики достигает 6К. Наиболее идентичные характеристики имеет преобразователь ОППК, в котором в качестве фотоприемника используется специально разработанный фотодиод ФД3 Полет9. Расчетные оценки показывают, что наименьшими абсолютными значениями отклонений от усредненной градуировочной характеристики обладают преобразователи ОППК, ОПП в которых применен фотодиод ФД3 Полет9. В диапазоне измеряемых температур И3К абсолютная величина отклонения градуировочной характеристики преобразователя ОППК от усредненной стандартной градуировочной характеристики УСГХ не превышает 2К. При этом основная инструментальная погрешность в диапазоне измеряемых температур И3К при условии применения локальной поверочной схемы с АЧТ на точках плавления чистых металлов снижается практически в 2 раза и не превышает 5. Предложены пути дальнейшего развития средств оптической пирометрии для применения в САУ ГТД.