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水下MEMS壁面剪应力传感器标定不确定度分析研究
  • ISSN号:1672-9897
  • 期刊名称:《实验流体力学》
  • 时间:0
  • 分类:TV131[水利工程—水力学及河流动力学] TH823[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:中国船舶科学研究中心水动力学国防科技重点实验室,江苏无锡214082
  • 相关基金:国家重大科学仪器设备开发专项(2013YQ040911)
中文摘要:

针对MEMS壁面剪应力传感器进行了标定及其不确定度分析工作.标定基于压力梯度法,使用扁平校验水槽作为主要的试验装置.测量不同壁面剪应力下的MEMS输出电压信号,通过最小二乘拟合可获得标定系数.反复进行壁面剪应力及电压测量,同时查找相关产品说明书获得壁面剪应力及标定系数的不确定度.试验结果表明,剪应力测量的相对扩展不确定度小于7%,且外流速度越大,剪应力测量的不确定度越小,因此扁平校验水槽能够提供较高精度的剪应力输入;电压测量的相对扩展不确定度小于7%,且外流速度越大,电压测量的不确定度越小,因此传感器能够可靠地用于流体壁面剪应力的测量;示定曲线具有合理的形态且拟合相关性较高,因此标定公式具有较好的可靠性.

英文摘要:

In this paper, the calibration and uncertainty analysis of the MEMS shear stress sensor are undertaken. Shear stress is generated by the pressure gradient method, the main testequipment is the flat verification water channel. Different voltage outputs are measured ferent wall shear stress conditions, and the calibration coefficient can be got through matching the shear stress and voltage with the least square method. The shear stress uncertainty and caii- bration coefficient uncertainty can be got through measuring the pressure and voand checking the related product manual. As the resutt indicated,the uncertainty of the shear stress measurement is within 7 % , it tends to be smaller as the free-stream velocity gets higher. The uncertainty of the voltage measurement is within 7 % , and it also tends to be smaller as the free-stream velocity gets higher, so that the sensor can be used to wall shear stress mreliably. The shape of calibration curve is reasonable, its correlation coefficient of fitting is large enough,it means that the calibration equation is reliably.

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期刊信息
  • 《实验流体力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国空气动力学会
  • 主编:乐嘉陵
  • 地址:四川绵阳二环路南段6号13信箱11分箱
  • 邮编:621000
  • 邮箱:syltlx@126.com
  • 电话:0816-2463246 2463142
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-9897
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5266/V
  • 邮发代号:62-47
  • 获奖情况:
  • 中国科技论文统计用刊,航空、航天类中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:2351