CN113324729A - 一种风洞天平温度漂移物理补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于航空航天测力试验气动力测量技术领域，具体地说，涉及一种风洞天平温度漂移物理补偿方法，该方法包括：对天平上任一惠斯通电桥，在每一片应变计的旁边粘贴对应的温度传感器，利用地面温度实验箱获得每个应变计的温度特性；在每个应变计上串联不同长度的温度补偿丝构成不同的温度补偿方案，迭代筛选最佳的温度补偿方案，按照方案对各个应变计进行温度补偿并组成惠斯通电桥；最后利用地面温度实验箱对补偿效果进行检验。

Description

一种风洞天平温度漂移物理补偿方法

技术领域

本发明属于航空航天测力试验气动力测量技术领域，具体地说，涉及一种风洞天平温度漂移物理补偿方法。

背景技术

天平温度效应是指由于温度的影响，天平输出中除了力/力矩引起的输出外还夹杂着温度造成的输出，这两种输出无法有效的分离，从而影响天平测量精准度。天平温度漂移是天平温度效应的重要表现形式。天平温度漂移是指在天平受载恒定的状态下，单纯由温度变化造成天平桥路输出变化的现象。造成天平温度漂移的原因主要有两个方面：一方面，天平在风洞试验过程中，各应变计粘贴处的温度变化不同，即天平存在温度梯度，从而造成应变计阻值的差异，引起桥路输出的变化；另一方面，即使各应变计处于同一温度下，由于不同应变计阻值随温度的变化存在差别，即应变计的温度特性不同，也会造成桥路输出的变化。

目前消除温度漂移的方法主要有三种：

第一种方法是将多个应变计粘贴在测试元件上，利用地面温度试验箱测量每个应变计的温度特性，从中选择温度特性接近的应变计从测试元件上揭下，粘贴到天平元件上组成桥路。但是，这种方法只适用于温度特性不同造成的温度漂移，没有考虑温度梯度引起的温度漂移。此外，该方法粘贴过程复杂、粘贴周期长，且在应变计揭下和重粘的过程中，容易对应变计造成伤害；

第二种方法是将应变计粘贴到天平上并在每个应变计附近粘贴温度传感器，通过地面温度试验获得每个应变计温度特性，在风洞试验中通过某时刻应变计的温度计算应变计的阻值，在此基础上，利用惠斯通电桥公式，计算该时刻天平因温度引起的桥路输出。但是，这种方法需要在风洞试验时同时测量所有应变计的温度变化和天平桥路输出，天平线路复杂，且不方便进行隔热防护，风洞试验准备工作繁琐，测量时间增加，进而降低试验效率；

第三种方法是通过物理补偿来抑制温度漂移，这是目前应用最广泛的方法。传统的物理补偿方法是在地面温度试验箱中测得天平桥路输出随温度变化的曲线，即天平桥路的温度特性，然后在桥路中增加一段温度补偿丝，利用温度补偿丝对天平桥路输出的影响抵消温度对原有天平桥路输出的影响。长度确定时，温度补偿丝的阻值按照线性关系随温度变化，不同长度的温度补偿丝，其阻值和温度之间的线性关系中的斜率和截距不同。在这种方法中，确定温度补偿丝的长度是关键，通常通过定性公式计算，需要反复进行多次地面温度试验才有可能将天平在地面温度试验箱条件下的温度漂移量控制在要求的范围内，所以该方法效率不高。而且，传统的温度补偿仅仅适用于桥路温度特性呈现线性或者接近线性的情况，不能应对温度特性为非线性的情况，而在应变计温度特性差别较大的情况下，桥路的温度特性很容易出现非线性。此外，地面温度试验箱中的环境温度相比于风洞中的环境温度更为均匀，天平体温度变化在地面温度试验箱条件下和风洞试验条件下存在明显差异，导致两种条件下温度梯度造成的温度漂移不同，无法通过传统的温度补偿方法有效的解决风洞试验中的温度梯度引起的温度漂移。

发明内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种风洞天平温度漂移物理补偿方法，在惠斯通电桥中每个应变计上都串联温度补偿丝，不同长度的温度补偿丝的组合构成不同的温度补偿方案，通过理论计算获得温度补偿后惠斯通电桥的输出电压，以输出电压的最大值和最小值的差值小于或等于0.010mV为判据判断温度补偿方案是否满足温度补偿要求，在满足温度补偿要求的情况下，以温度补偿方案适用的温度梯度范围最大为优化目标，迭代筛选最佳的温度补偿方案，从而确定每个温度补偿丝的长度，完成桥路的温度补偿工作。

本发明提供了一种风洞天平温度漂移物理补偿方法，该方法包括：

对天平上任一惠斯通电桥，在每一片应变计的旁边粘贴对应的温度传感器，利用地面温度实验箱获得每个应变计的温度特性；在每个应变计上串联不同长度的温度补偿丝构成不同的温度补偿方案，迭代筛选最佳的温度补偿方案，按照方案对各个应变计进行温度补偿并组成惠斯通电桥；最后利用地面温度实验箱对补偿效果进行检验。

作为上述技术方案的改进之一，该方法具体包括：

步骤1)对天平上任一惠斯通电桥，在第一应变计的旁边粘贴第一温度传感器，在第二应变计的旁边粘贴第二温度传感器，在第三应变计的旁边粘贴第三温度传感器，在第四应变计的旁边粘贴第四温度传感器；

步骤2)将天平放入地面温度试验箱中，从室温开始升温，直至升温至第一温度传感器的温度达到70℃，保温3小时；在升温和保温期间，每间隔2秒，同时采集每个应变计的阻值数据和对应的温度传感器的温度数据；

步骤3)将每个应变计的阻值变化量拟合为其对应温度传感器的温度变化量的二次函数：

ΔR_i＝a_i×ΔT_i ²+b_i×ΔT_i+c_i(i＝1,2,3,4)

其中，ΔR_i为第i个应变计的阻值变化量，ΔT_i为第i个温度传感器的温度变化量，a_i、b_i、c_i为待拟合的三个参数；

步骤4)对每个应变计温度补偿后，其对应的阻值变化量和温度变化量之间的关系为：

ΔRb_i＝f_i(ΔT_i，x_i)＝a_i×ΔT_i ²+b_i×ΔT_i+c_i+(d×x_i-e)×ΔT_i(i＝1,2,3,4)

其中，ΔRb_i代表第i个应变计温度补偿后的阻值变化量；x_i表示第i个应变计上串联的温度补偿丝的长度；d、e为通过实验得到的温度补偿丝的两个参数；

步骤5)经过温度补偿后，应变计组成的惠斯通电桥电信号输出变化量的计算公式为：

其中，ΔU代表组桥后桥路理论输出，U为供桥电压，为固定值；

步骤6)随机生成包含m行的参数矩阵N_T，每行包含三个参数，每个参数的取值范围为-10℃至10℃，代表m种不同的天平温度梯度状态:

其中，S_2m代表天平在第m种天平温度梯度状态情况下，第二应变计与第一应变计的温度差，S_3m代表天平在第m种天平温度梯度状态情况下，第三应变计与第一应变计的温度差，S_4m代表天平在第m种天平温度梯度状态情况下，第四应变计与第一应变计的温度差；

步骤7)随机生成n行的参数矩阵N_x，每行包含四个参数，每个参数的取值为整数，单位为毫米，变化范围为0至200毫米，代表n种不同的温度补偿方案：

其中，L_1n为第n种温度补偿方案中第一应变计中串联的温度补偿丝长度；L_2n为第n种温度补偿方案中第二应变计中串联的温度补偿丝长度；L_3n为第n种温度补偿方案中第三应变计中串联的温度补偿丝长度；L_4n为第n种温度补偿方案中第四应变计中串联的温度补偿丝长度；

步骤8)对N_x中的每一种温度补偿方案，计算其对应的温度梯度范围参数，温度梯度范围参数越大，温度补偿方案适用的温度梯度范围也就越大，从n种温度补偿方案中，筛选出温度梯度范围参数最大的20个；

步骤9)对每一个筛选出来的温度补偿方案，以该方案为基础生成100个新的温度补偿方案，共产生2000个新的温度补偿方案，从中随机抽取n个温度补偿方案构成新的N_x矩阵；

步骤10)重复步骤8)和步骤9)300次，最后一次产生的温度梯度范围参数最大的温度补偿方案，作为最终筛选出的最佳的温度补偿方案；

步骤11)按照最终筛选出的最佳的温度补偿方案，对天平上设置的各个应变计进行温度补偿，并组成惠斯通电桥；

步骤12)将天平放入地面温度试验箱中，天平供电，升温至第一温度传感器的温度达到70℃，保温3小时，每隔2秒采集一次第一温度传感器的温度和天平桥路输出电压；

如果在整个温度变化范围内，天平桥路输出电压的最大值与最小值的差值小于或等于0.010mV，则满足温度补偿要求，天平温度补偿完成；

如果在整个温度变化范围内，天平桥路输出电压的最大值与最小值的差值大于0.010mV，则不满足温度补偿要求，重复步骤6)至步骤12)，直至满足温度补偿要求，完成天平温度补偿。

作为上述技术方案的改进之一，所述步骤8)具体包括：

步骤8-1)将温度梯度参数设置为0；

步骤8-2)对N_T中的第k种温度梯度状态，S_2k、S_3k、S_4k已知，计算不同ΔT₁下的天平桥路输出ΔU：

如果ΔU的最大值与最小值的差值小于或等于0.010mV，则该温度补偿方案在该温度梯度状态下满足温度补偿要求，温度梯度范围参数加1；

如果ΔU的最大值与最小值的差值大于0.010mV，则该温度补偿方案在该温度梯度状态下不满足温度补偿要求，温度梯度范围参数不变；

步骤8-3)对N_T中的不同的温度梯度范围重复步骤8-2)，直至m种温度梯度状态全部计算完成，获得最终的温度梯度范围参数，温度梯度范围参数越大，温度补偿方案适用的温度梯度范围也就越大；

步骤8-4)从n种温度补偿方案中，筛选出温度梯度范围参数最大的20个。

作为上述技术方案的改进之一，所述步骤9)具体包括：

步骤9-1)随机产生4个整数，每个整数都大于-40，且小于40；

步骤9-2)筛选出的一个温度补偿方案中的四个参数与步骤9-1)中产生的4个整数依次相加；

如果有参数与步骤9-1)中对应的整数相加的结果小于0，则赋值为0后产生一个新的温度补偿方案；

如果四个参数与步骤9-1)中对应的整数相加的结果均大于0，则直接产生一个新的温度补偿方案；

步骤9-3)重复100次步骤9-1)和步骤9-2)，产生100个新的温度补偿方案；

步骤9-4)重复20次步骤9-1)至步骤9-3)，共产生2000个新的温度补偿方案，从中随机抽取n个温度补偿方案构成新的N_x矩阵。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明的方法能够应对应变计温度特性不同造成的天平温度漂移，对天平桥路温度特性呈现非线性的情况也有一定的优势；同时，本发明的方法能够在一定范围内应对温度梯度引起的天平温度漂移。

附图说明

图1是本发明的一种风洞天平温度漂移物理补偿方法的流程图；

图2是图1的本发明的一种风洞天平温度漂移物理补偿方法中天平某一惠斯通电桥的四个应变计和对应温度传感器的粘贴位置；

图3是图2的A-A局部放大图；

图4是图2的B-B局部放大图；

图5是图1的本发明的一种风洞天平温度漂移物理补偿方法中的四个应变计阻值变化量随温度变化量变化的曲线；

图6是图1的本发明的一种风洞天平温度漂移物理补偿方法中的补偿前后天平桥路输出的变化情况对比。

附图标记：

1、第一应变计 2、第二应变计

3、第三应变计 4、第四应变计

5、第一温度传感器 6、第二温度传感器

7、第三温度传感器 8、第四温度传感器

9、天平

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的描述。

本发明提供了一种风洞天平温度漂移物理补偿方法，该方法包括：

对天平上任一惠斯通电桥，在每一片应变计的旁边粘贴对应的温度传感器，利用地面温度实验箱获得每个应变计的温度特性；在每个应变计上串联不同长度的温度补偿丝构成不同的温度补偿方案，迭代筛选最佳的温度补偿方案，按照方案对各个应变计进行温度补偿并组成惠斯通电桥；最后利用地面温度实验箱对补偿效果进行检验。

如图1、2、3和4所示，该方法具体包括以下步骤：

第一，对天平上任一惠斯通电桥，在第一应变计1的旁边粘贴第一温度传感器5，在第二应变计2的旁边粘贴第二温度传感器6，在第三应变计3的旁边粘贴第三温度传感器7，在第四应变计4的旁边粘贴第四温度传感器8；

其中，第一应变计1、第二应变计2、第三应变计3、第四应变计4分别设置在天平的上下表面处；

第二，将天平放入地面温度试验箱中，从室温开始升温至第一温度传感器5的温度达到70℃，保温3小时；在升温和保温期间内，每间隔2秒，同时采集每个应变计的阻值数据和对应的温度传感器的温度数据；

第三，将每个应变计的阻值变化量拟合为其对应温度传感器的温度变化量的二次函数：

ΔR_i＝a_i×ΔT_i ²+b_i×ΔT_i+c_i(i＝1,2,3,4)

其中，ΔR_i为第i个应变计的阻值变化量，ΔT_i为第i个温度传感器的温度变化量，a_i、b_i、c_i为待拟合的三个参数；

第四，每个应变计温度补偿后，其阻值变化量和温度变化量之间的关系改变为：

ΔRb_i＝f_i(ΔT_i，x_i)＝a_i×ΔT_i ²+b_i×ΔT_i+c_i+(d×x_i-e)×ΔT_i(i＝1,2,3,4)

其中，ΔRb_i代表第i个应变计温度补偿后的阻值变化量；x_i表示第i个应变计上串联的温度补偿丝的长度，d、e为通过实验得到的温度补偿丝的参数，对特定型号的温度补偿丝为固定值；

第五，温度补偿后，应变计组成惠斯通电桥电信号输出变化量计算公式为：

其中，ΔU代表组桥后桥路理论输出，U为供桥电压，为固定值；

第六，随机生成包含m行的参数矩阵N_T，每行包含三个参数，每个参数的取值范围为-10℃至10℃，代表m种不同的天平温度梯度状态：

其中，S_2m代表天平在第m种天平温度梯度状态情况下，第二应变计与第一应变计的温度差，S_3m代表天平在第m种天平温度梯度状态情况下，第三应变计与第一应变计的温度差，S_4m代表天平在第m种天平温度梯度状态情况下，第四应变计与第一应变计的温度差；

第七，随机生成n行的参数矩阵N_x，每行包含四个参数，每个参数的取值为整数，单位为毫米，变化范围为0至200毫米，代表n种不同的温度补偿方案：

其中，L_1n、L_2n、L_3n、L_4n分别代表第n种温度补偿方案中第一、第二、第三、第四应变计中串联的温度补偿丝长度；

第八，对N_x中的每一种温度补偿方案，计算其对应的温度梯度范围参数，温度梯度范围参数越大，温度补偿方案适用的温度梯度范围也就越大，从n种温度补偿方案中筛选出温度梯度范围参数最大的20个；

具体包括：将温度梯度参数设置为0；

对N_T中的第k种温度梯度范围，S_2k、S_3k、S_4k已知，计算不同ΔT₁下的天平桥路输出ΔU：

如果ΔU的最大值与最小值的差值小于或等于0.010mV，则该温度补偿方案在该温度梯度状态下满足温度补偿要求，温度梯度范围参数加1；

如果ΔU的最大值与最小值的差值大于0.010mV，则该温度补偿方案在该温度梯度状态下不满足温度补偿要求，温度梯度范围参数不变；

对N_T中的不同的温度梯度范围重复上述步骤，直至m种温度梯度状态全部计算完成，获得最终的温度梯度范围参数，温度梯度范围参数越大，温度补偿方案适用的温度梯度范围也就越大；

从n种温度补偿方案中，筛选出温度梯度范围参数最大的20个。

第九，对每一个筛选出来的温度补偿方案，以该方案为基础生成100个新的温度补偿方案，共产生2000个新的温度补偿方案，从中随机抽取n个温度补偿方案构成新的N_x矩阵；

具体包括：

随机产生4个整数，每个整数都大于-40，且小于40；

筛选出的一个温度补偿方案中的四个参数与上述4个整数依次相加；

如果某一参数与对应整数相加的结果小于0，则赋值为0后产生新的温度补偿方案；

如果四个参数与对应整数相加的结果均大于0，则直接产生一个新的温度补偿方案；

重复100次上述步骤，产生100个新的温度补偿方案；

重复20次上述步骤，共产生2000个新的温度补偿方案，从中随机抽取n个温度补偿方案构成新的N_x矩阵。

第十，重复步骤第八和步骤第九300次，最后一次产生的温度梯度范围参数最大的温度补偿方案即为最终筛选出的适用温度梯度范围最大的温度补偿方案；

第十一，按照最终筛选出的温度补偿方案对天平各个应变计进行温度补偿，并组成惠斯通电桥；

第十二，将天平放入地面温度试验箱中，天平供电，升温至第一温度传感器的温度变为70℃，保温3小时，每隔2秒采集一次第一温度传感器的温度和天平桥路输出电压；

如果在整个温度变化范围内，天平桥路输出电压的最大值与最小值的差值小于或等于0.010mV，则满足温度补偿要求，天平温度补偿完成；

如果在整个温度变化范围内，天平桥路输出电压的最大值与最小值的差值大于0.010mV，则不满足温度补偿要求，重复步骤第六至步骤第十二。

实施例1.

对如图2所示的天平上的惠斯通电桥Mz，按照图2所示的位置，在第一应变计1的旁边粘贴第一温度传感器5，在第二应变计2的旁边粘贴第二温度传感器6，在第三应变计3的旁边粘贴第三温度传感器7，在第四应变计4的旁边粘贴第四温度传感器8，本例中，四个温度传感器均选用pt100热电阻；

将天平放入地面温度试验箱中，从室温开始升温至第一温度传感器5的温度达到70℃，保温3小时；在升温和保温期间内，每间隔2秒，同时采集每个应变计的阻值数据和对应的温度传感器的温度数据；

每个应变计的阻值变化量随对应传感器温度变化量的变化情况如图5所示，将每个应变计的阻值变化量拟合为其对应温度传感器的温度变化量的二次函数：

其中，ΔR₁为第一应变计1的阻值变化量，ΔT₁为第一温度传感器的温度变化量，ΔR₂为第一应变计1的阻值变化量，ΔT₂为第一温度传感器的温度变化量，ΔR₃为第一应变计1的阻值变化量，ΔT₃为第一温度传感器的温度变化量，ΔR₄为第一应变计1的阻值变化量，ΔT₄为第一温度传感器的温度变化量；

对每个应变计都进行温度补偿后，则其阻值变化量和温度变化量之间的关系为：

其中，ΔRb₁代表第一应变计温度补偿后的阻值变化量；x₁表示第一应变计上串联的温度补偿丝的长度，ΔRb₂代表第二应变计温度补偿后的阻值变化量；x₂表示第二应变计上串联的温度补偿丝的长度，ΔRb₃代表第三应变计温度补偿后的阻值变化量；x₃表示第三应变计上串联的温度补偿丝的长度，ΔRb₄代表第四应变计温度补偿后的阻值变化量；x₄表示第四应变计上串联的温度补偿丝的长度；

经过温度补偿后，应变计组成的惠斯通电桥电信号输出变化量的计算公式为：

其中，ΔU代表组桥后桥路理论输出，U为供桥电压，本例中U＝6；

随机生成包含500行的参数矩阵N_T，代表500种不同的天平温度梯度状态,每行包含三个参数，分别代表第二、第三、第四温度传感器相对于第一温度传感器的温度梯度，每个参数的取值范围为-10℃至10℃:

随机生成包含1000行的参数矩阵N_x，代表1000种不同的温度补偿方案，每行包含四个参数，分别代表温度补偿方案中第一、第二、第三、第四应变计中串联的温度补偿丝长度，每个参数的取值为整数，单位为毫米，变化范围为0至200毫米：

对N_x中的每一种温度补偿方案，计算其对应的温度梯度范围参数，从1000种温度补偿方案中筛选出温度梯度范围参数最大的20个；

对每一个筛选出来的温度补偿方案，以该方案为基础生成100个新的温度补偿方案，共产生2000个新的温度补偿方案，从中随机抽取1000个温度补偿方案构成新的N_x矩阵；

重复迭代筛选300次，最后一次产生的温度梯度范围参数最大的温度补偿方案为x₁＝22,x₂＝86,x₃＝43,x₄＝102；

按照最终筛选出最佳的温度补偿方案对天平各个应变计进行温度补偿，并组成惠斯通电桥；

将天平放入地面温度试验箱中，天平供电6V，升温至第一温度传感器的温度变为70℃，保温3小时，每隔2秒采集一次第一温度传感器的温度和天平桥路输出电压，天平桥路温度补偿前后输出电压变化量随温度变化量的变化情况如图6所示，补偿后，在整个温度变化范围内，天平桥路输出电压的最大值与最小值的差值小于0.010mV，满足温度补偿要求，天平温度补偿完成。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种风洞天平温度漂移物理补偿方法，该方法包括：

对天平上任一惠斯通电桥，在每一片应变计的旁边粘贴对应的温度传感器，利用地面温度实验箱获得每个应变计的温度特性；在每个应变计上串联不同长度的温度补偿丝构成不同的温度补偿方案，迭代筛选最佳的温度补偿方案，按照方案对各个应变计进行温度补偿并组成惠斯通电桥；最后利用地面温度实验箱对补偿效果进行检验。

2.根据权利要求1所述的风洞天平温度漂移物理补偿方法，其特征在于，所述方法具体包括：

步骤1)对天平上任一惠斯通电桥，在第一应变计(1)的旁边粘贴第一温度传感器(5)，在第二应变计(2)的旁边粘贴第二温度传感器(6)，在第三应变计(3)的旁边粘贴第三温度传感器(7)，在第四应变计(4)的旁边粘贴第四温度传感器(8)；

步骤2)将天平放入地面温度试验箱中，从室温开始升温，直至第一温度传感器(5)的温度达到70℃，保温3小时；在升温和保温期间，每间隔2秒，同时采集每个应变计的阻值数据和对应的温度传感器的温度数据；

步骤3)将每个应变计的阻值变化量拟合为其对应温度传感器的温度变化量的二次函数：

ΔR_i＝a_i×ΔT_i ²+b_i×ΔT_i+c_i (i＝1，2，3，4)

其中，ΔR_i为第i个应变计的阻值变化量，ΔTi为第i个温度传感器的温度变化量，a_i、b_i、c_i为待拟合的三个参数；

步骤4)对每个应变计温度补偿后，其对应的阻值变化量和温度变化量之间的关系为：

ΔRb_i＝f_i(ΔT_i，x_i)＝a_i×ΔT_i ²+b_i×ΔT_i+c_i+(d×x_i-e)×ΔT_i (i＝1，2，3，4)

其中，ΔRb_i代表第i个应变计温度补偿后的阻值变化量；x_i表示第i个应变计上串联的温度补偿丝的长度；d、e为通过实验得到的温度补偿丝的两个参数；

步骤5)经过温度补偿后，应变计组成的惠斯通电桥电信号输出变化量的计算公式为：

其中，ΔU代表组桥后桥路理论输出，U为供桥电压，为固定值；

步骤6)随机生成包含m行的参数矩阵N_T，每行包含三个参数，每个参数的取值范围为-10℃至10℃，代表m种不同的天平温度梯度状态：

其中，S_2m代表天平在第m种天平温度梯度状态情况下，第二应变计与第一应变计的温度差，S_am代表天平在第m种天平温度梯度状态情况下，第三应变计与第一应变计的温度差，S_4m代表天平在第m种天平温度梯度状态情况下，第四应变计与第一应变计的温度差；

步骤7)随机生成n行的参数矩阵N_x，每行包含四个参数，每个参数的取值均为整数，单位为毫米，变化范围为0至200毫米，代表n种不同的温度补偿方案：

其中，L_1n为第n种温度补偿方案中第一应变计中串联的温度补偿丝长度；L_2n为第n种温度补偿方案中第二应变计中串联的温度补偿丝长度；L_3n为第n种温度补偿方案中第三应变计中串联的温度补偿丝长度；L_4n为第n种温度补偿方案中第四应变计中串联的温度补偿丝长度；

步骤8)对N_x中的每一种温度补偿方案，计算其对应的温度梯度范围参数，温度梯度范围参数越大，温度补偿方案适用的温度梯度范围也就越大，从n种温度补偿方案中，筛选出温度梯度范围参数最大的20个；

步骤9)对每一个筛选出来的温度补偿方案，以该方案为基础生成100个新的温度补偿方案，共产生2000个新的温度补偿方案，从中随机抽取n个温度补偿方案构成新的Nx矩阵；

步骤10)重复步骤8)和步骤9)300次，最后一次产生的温度梯度范围参数最大的温度补偿方案，作为最终筛选出的最佳的温度补偿方案；

步骤11)按照最终筛选出的最佳的温度补偿方案，对天平上设置的各个应变计进行温度补偿，并组成惠斯通电桥；

步骤12)将天平放入地面温度试验箱中，天平供电，升温至第一温度传感器(5)的温度达到70℃，保温3小时，每隔2秒采集一次第一温度传感器(5)的温度和天平桥路输出电压；

如果在整个温度变化范围内，天平桥路输出电压的最大值与最小值的差值小于或等于0.010mV，则满足温度补偿要求，天平温度补偿完成；

如果在整个温度变化范围内，天平桥路输出电压的最大值与最小值的差值大于0.010mV，则不满足温度补偿要求，重复步骤6)至步骤12)，直至满足温度补偿要求，完成天平温度补偿。

3.权利要求2所述的一种风洞天平温度漂移物理补偿方法，其特征在于，所述步骤8)具体包括：

步骤8-1)将温度梯度参数设置为0；

步骤8-2)对N_T中的第k种温度梯度状态，S_2k、S_3k、S_4k已知，计算不同ΔT₁下的天平桥路输出ΔU：

如果ΔU的最大值与最小值的差值小于或等于0.010mV，则该温度补偿方案在该温度梯度状态下满足温度补偿要求，温度梯度范围参数加1；

如果ΔU的最大值与最小值的差值大于0.010mV，则该温度补偿方案在该温度梯度状态下不满足温度补偿要求，温度梯度范围参数不变；

步骤8-3)对N_T中的不同的温度梯度状态重复步骤8-2)，直至m种温度梯度状态全部计算完成，获得最终的温度梯度范围参数，温度梯度范围参数越大，温度补偿方案适用的温度梯度范围也就越大；

步骤8-4)从n种温度补偿方案中，筛选出温度梯度范围参数最大的20个。

4.权利要求2所述的一种风洞天平温度漂移物理补偿方法，其特征在于，所述步骤9)具体包括：

步骤9-1)随机产生4个整数，每个整数都大于-40，且小于40；

步骤9-2)筛选出的一个温度补偿方案中的四个参数与步骤9-1)中产生的4个整数依次相加；

如果有参数与步骤9-1)中对应的整数相加的结果小于0，则赋值为0后产生一个新的温度补偿方案；

如果四个参数与步骤9-1)中对应的整数相加的结果均大于0，则直接产生一个新的温度补偿方案；

步骤9-3)重复100次步骤9-1)和步骤9-2)，产生100个新的温度补偿方案；

步骤9-4)重复20次步骤9-1)至步骤9-3)，共产生2000个新的温度补偿方案，从中随机抽取n个温度补偿方案构成新的N_x矩阵。

Images