某微型压力传感器瞬态光效应的实验与数据处理方法研究

摘要

在爆炸冲击波超压的测量中若测量工具传感器存在光的敏感元件，则爆炸伴随的爆炸光就会影响传感器元件，通常称此影响为传感器的瞬态光效应。由于这种影响的存在实测结果不可避免地带有明显的测量误差，为了得到真实的爆炸冲击波压力参数，必须设法减小或消除传感器的瞬态光效应。本文在分析了某微型传感器结构与实测曲线的基础上，从两方面展开了研究，首先对光效应进行模拟实验，得出光效应的规律并验证了两种减小光效应方法的可行性；然后从信号处理角度出发对信号进行分离处理。 一方面；从理论上分析了微传感器瞬态光效应的影响，总结了减小硅膜片压力传感器瞬态光效应方面的研究工作，在此基础上设计了三种模拟实验，获得了传感器瞬态光效应的响应规律，找出了减少瞬态光效应的两种途径，实验结论可在一定程度上指导今后爆炸冲击波超压的测量工作。 在以上方法不能完全消除光效应的前提下，另一方面；本文从理论上分析了分离光效应信号的可行性，在系统法建模与非线性拟合理论知识的指导下先对简单仿真信号进行分离处理结果令人满意，在此基础上对实测曲线实现了ARMA建模预处理，然而曲线含有的突变成分与噪声严重地影响了拟合效果，导致无法得出实测曲线确定性部分的函数表达式，影响了本文实现光效应信号与冲击波压力信号分离的目的，此问题的有效解决还有待于作更进一步地深入研究。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题的研究背景和意义

1.2研究领域的现状

1.2.1微传感器瞬态光效应的研究现状

1.2.2信号分离方法的研究现状

1.3分离光效应信号的理论可行性

1.4本论文的主要研究工作

1.5本论文的章节安排

第二章某微型传感器光效应的研究

2.1瞬态光效应对传感器的影响

2.2减少传感器瞬态光效应方面的研究工作

2.3灯光照射与模拟爆炸实验

2.3.1碘钨灯光照射实验

2.3.2模拟爆炸实验

2.4模拟实验的总结

第三章瞬态信号处理的相关理论知识

3.1时间序列与时间序列分析简介

3.2 ARMA模型简介

3.2.1 ARMA(n，m)模型定义

3.2.2 ARMA(n，m)模型的格林函数

3.3动态数据的系统建模方法

3.3.1采用ARMA(n，n-1)模型拟合动态数据的合理性

3.3.2模型阶数的增量

3.3.3动态数据的建模步骤

3.4非线性最小二乘拟合基础知识

第四章信号分离方法的仿真

4.1仿真的概念

4.2 MATLAB简介

4.3信号分离的MATLAB仿真

4.3.1仿真步骤及其说明

4.3.2 MATLAB仿真结果

第五章实测曲线光效应信号的处理

5.1实测信号的处理

5.1.1实测信号的ARMA建模

5.1.2实测信号的ARMA具体建模步骤

5.1.3实测信号ARMA建模中的数据

5.2非线性最小二乘拟合

5.2.1非线性最小二乘拟合的具体步骤

5.2.2 MATLAB下非线性最小二乘拟合结果

5.3实测信号处理的结果分析

第六章结论

6.1全文总结

6.2本文的创新点和工作的不足

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取的研究成果

致谢