流体力学实验-激波管内压力测量实验

1、.四、激波管内压力测量实验1 实验目的：（1） 学习激波管工作原理。（2） 学习用压电传感器测量激波管内瞬态压力的方法。（3） 学习数据采集和处理。2 实验装置：图 1 激波管装置和压力测量示意图（1） 激波管（2） 膜片：涤纶膜。（3） 压电传感器：用于测量压力。（4） 电荷放大器，示波器，微机激波测压仪表设置（供参考）测速传感器（陶瓷晶体）CY-YD-203T编号1726压力-电荷灵敏度1550 Pc/105Pa压力范围0.1100 105Pa绝缘阻抗1010 KD5002电荷放大器灵敏度1000量程30下限频率0.3上限频率100TDS210示波器通道CH1采样幅值（Y轴）2v/格采样时

2、间（X轴）2.5ms/格触发方式单次触发， 耦合直流注1：触发通道可以选CH1，也可以选CH2注2：触发电平根据信号大小而定，但必需在信号幅度范围内测压传感器（石英晶体）CY-YD-205编号586压力-电荷灵敏度10.57 Pc/105Pa压力范围0300 105Pa绝缘阻抗1013 YE5850电荷放大器灵敏度10输出 mv/Unit100下限频率0.003上限频率100TDS210示波器通道CH2采样幅值（Y轴）100mv/格采样时间（X轴）2.5ms/格耦合直流激波波后压力的测量：示波器2通道给出的压力曲线幅度大小直接反映了压力的大小，计算方法如下：压力unit= YE5850输出电压

3、mv/(100mv/unit)分母为上表列出的YE5850电荷放大器输出量程 mv/unit3实验步骤：1 在激波管高压段与低压段之间安装涤纶膜片；2 压气机充压；3 将传感器、电荷放大器、波形存储器、计算机等连接好，检查电荷放大器和示波器设置是否正确（见上表），可根据实验结果进行调整；注意调整波形存储器采样时间、采样幅值、触发方式、触发电平；4 YE5850电荷放大器（工作/复位）开关置于工作状态， 将示波器置于运行（Ready）状态，（按仪器右上角（运行/停止）按钮）；5 充气（先关闭放气阀，打开充气阀直到膜片破，然后关闭充气阀，打开放气阀）；6 观察波形存储器记录的波形。如结果不理想，调

4、整仪表设置后重新开始实验；7 将示波曲线输入计算机，把压力曲线数据以电子表格格式存储以供数据分析用；使用抓图软件把曲线存为图片。8 从曲线上读取激波从传感器位置1运动到传感器位置2所用的时间t 。用以计算激波速度；读取传感器2的输出电压值；9 记录当天大气压和温度。本实验低压段压力为1atm，高压段破膜压力约为2.5atm。10 整理实验数据，按照要求完成实验报告。4数据处理：（1）显示测量的压力波形自行编写软件，将实验数据转换为时间和压力值。然后，以时间为横坐标，压力为纵坐标，将两条曲线表示出来。并计算出激波速度Ws和激波马赫数Ms。（2）与理论值比较按讲义上激波管的计算公式计算激波速度和激波马赫数。计算传感器处理想的压力波形，并和测量的曲线比较。（3）与数值结果比较（选做）根据理想一维不定常流方程组，选择一种差分格式，计算激波管内的压力分布以及传感器处的压力波形。将计算结果与实验值、理论值比较。5 实验报告与讨论温度大气压声速低压段压力高压段（破膜压力）T=P=a=P1=P4=实验测量结果测量点间距时间间隔激波速度激波马赫数压力曲线电压反射激波后压力10