CN114166362A - 一种基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，包括如下步骤：S1：对组合丝径热电偶探针进行时间常数的标定；S2：生成对应的补偿频谱数据，进而得到不同时间常数所对应的多个补偿频谱数据库；S3：进行实际的气流动态温度测量，得到实际动态温度时域信号f1(t)、f2(t)；S4：获取总压和静压测试数据，计算局部马赫数，并结合定性温度插值得到所对应的补偿频谱数据库；S5：进行傅里叶变换后滤波，并提取出幅值和相位信息，作出两对电偶的幅值比和相位差，在补偿频谱数据库中找出标准信号所对应的幅值和相位信息，最后进行傅里叶逆变换得出修正后的气流温度信号。该方法用于动态测温的组合热电偶的频响补偿，提升了热电偶的动态特性。
Description
技术领域
本发明属于航空发动机进气动态温度畸变测试领域，具体涉及一种基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法。
背景技术
瞬态温度是脉动燃烧、高速换热等场合下高温流场及耐温器件热力学分析的重要参数，尤其在航空航天、燃气轮机、导弹炸药等国防工业领域具有至关重要的作用。在航空发动机的动态温度畸变试验中，由于需要获取进气动态畸变温度场对发动机稳定性裕度损失的影响数据，尤其需要准确测量进口AIP截面具有一定温升率、温升值和作用时间的瞬态空间畸变温度场。通常情况下，采用小直径的微细热电偶对发动机进气动态温度场进行测试，但这种小惯性电偶由于结构简单且没有针对性进行气动、换热设计，存在时间常数偏大、动态测试数据失真、空间流场适用性不好、强度/刚度/可靠性较低测点易损坏、损坏后无法更换导致数据损失、试验效率低下等诸多缺点，难以可靠测量温升率在3000K/s及以上的动态温度场。为解决上述部分缺点，国内有人借鉴俄罗斯的设计结构将微细偶丝的热结点压扁以增大对流换热面积，但却又因此降低了电偶可靠性——薄片结点受气动力容易变形、脱落，并且针对二次流动较强的流场适用性较差，时间常数虽有减小但依然无法满足所有测试需求。
因此，需要开发出一种可供发动机进气动态温度畸变测试可靠使用的动态温度测试探针，充分解决电偶测试时间常数偏大、可靠性差、空间适用性不好、测试手段复杂且难以更换等缺点，为发动机温度畸变试验提供有力的测试技术支撑。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了可供发动机进气动态温度畸变测试可靠使用的基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，绕开当前主流小惯性热电偶技术存在的种种弊端，为航空发动机动态测温领域提供一种性能更高、可靠性更好的全新测试方法。
为了实现本发明的目的，提供了一种基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，所述组合丝径热电偶包括两对直径不同的细丝热电偶，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：设计并加工组合丝径热电偶探针，并进行不同温度、不同马赫数下的时间常数的标定；
S2：生成S1所标定的时间常数所对应的补偿频谱数据，进而得到不同时间常数所对应的多个补偿频谱数据库；
S3：使用S1中的热电偶探针进行实际的气流动态温度测量，得到两对热电偶所对应的两组实际动态温度时域信号f1(t)、f2(t)；
S4：获取与动态温度测点同位置的总压和静压测试数据，根据动态温度信号和压力信号计算当前测点位置流场的局部马赫数，并结合定性温度插值得到所对应的补偿频谱数据库；
S5：把S3得到的实际动态温度时域信号进行傅里叶变换后的滤波，并提取出两对电偶在各个频率分量下的幅值和相位信息，作出两对电偶的幅值比和相位差，根据对流换热的相似性准则在S4中所得到的补偿频谱数据库中找出标准信号所对应的幅值和相位信息，并形成幅值和相角的插值多项式，最后进行傅里叶逆变换得出修正后的气流温度信号。
本发明所提供的基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，还具有这样的特征，所述组合丝径热电偶探针包括分别设置在探针头部的两对热电偶，所述两对热电偶包括一对粗电偶和一对细电偶，所述粗电偶为由直径0.2mm的偶丝焊成的结点直径不大于0.25mm的电偶，所述细电偶为一对由直径0.1mm的偶丝焊接成的结点直径不大于0.15mm的电偶。
本发明所提供的基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，还具有这样的特征，所述时间常数的标定包括：在不同的气流总温、不同马赫数的气流状态下完成双丝热电偶时间常数τ的标定试验，并将时间常数τ、马赫数Ma、总温T*的对应关系制成数据库，使用二维数组矩阵进行存储，矩阵行、列分别按马赫数、气流总温T*进行分度，每个矩阵单元存储一个二维向量(τ1、τ2)。
本发明所提供的基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，还具有这样的特征，所述S2包括：
S2.1：根据S1中的时间常数，建立两对电偶的传递函数
其中，τ1、τ2分别对应细电偶和粗电偶在当前气流环境下的时间常数
S2.2：使用Matlab中的Simulink仿真模块，对S2.1中的两个传递函数同时输入一个可单独调频、单独调幅的标准正弦信号
f(t)＝A·sin(2πωt)
并根据其输出波形
其中，A、A1、A2分别为标准信号、粗电偶信号和细电偶信号的温度幅值，ω为频率，
分别记录其幅值比、相位差以及与标准信源间的幅值比、相位差，并将其制成一维数组矩阵
其中，Ar为粗、细电偶间的幅值比；A01为粗电偶与标准信号间的幅值比，A02为细电偶与标准信号间的幅值比；△ψr为粗、细电偶间的相角差，△ψ1为粗电偶与标准信号间的相角差，△ψ2细电偶与标准信号间的相角差。
S2.3：调整频率和幅值、重复步骤S2.2，获得不同校准频率、不同校准幅值所对应的一维数组矩阵；
S2.4：将所述S2.2和S2.3所获得的一维数组矩阵作为一个矩阵单元进行存储，并生成二维数组矩阵数据库，矩阵行、列分别按频率f、幅值A进行分度；
S2.5：重复S2.1-S2.4，获得S1中获得的每一组时间常数下的二维数组矩阵数据库，得到补偿频谱数据库。
本发明所提供的基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，还具有这样的特征，所述S4包括如下步骤；
S4.1：计算局部马赫数
S4.2：根据组合电偶所测得的两组时域温度信号，截取需要被修正的信号时段(现以组合电偶同时输出的两段时长为ΔT＝T2-T1的温度信号为例)，分别计算两组动态温度在该时段内的时间平均值T1av、T2av，并再求定性温度Tav：
式中，f1(t)、f2(t)分别为ΔT＝T2-T1时段内组合电偶输出时域温度信号。
S4.3：将S4.1、S4.2计算出的测点当地Ma数以及定性温度Tav代入S2.5所述的补偿频谱数据库，利用双线性插值算法计算出双丝组合电偶在当前测量状态下的补偿频谱数据库。
本发明所提供的基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，还具有这样的特征，所述S4.1中总压测点与所述热电偶探头所处位置相同，所述总压测点的测量截面上布置多个壁面静压测点，所述多个壁面静压测点不少于4个，所述局部马赫数为
其中，
为测点气流平均静压，P*为测点气流总压，k为绝热指数，对于空气k＝1.4，对于燃气k＝1.33。
本发明所提供的基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，还具有这样的特征，所述S5包括如下步骤：
S5.1：将实测时域温度信号f1(t)、f2(t)进行快速傅里叶变换，
并将变换后的结果通过欧拉公式
统一化为指数形式
S5.2：使用高斯低通滤波函数
对F1(ω)、F2(ω)进行滤波，通带频率上限为5kHz，滤波完成后分别在不同校准频率下计算组合电偶输出信号的幅值比Ar和相位差
并利用S4.3计算得出的补偿频谱数据库，根据对流换热的相似性准则，通过线性插值计算得到各校准频率下修正后的信号幅值A及相角
S5.3：使用多项式拟合法将S5.2计算得到的修正后信号在1～1000Hz范围内的离散幅值A及相角
与频率ω的对应关系拟合成多项式函数A(ω)及
并将该复变函数写为
的形式。
S5.4：将S5.3得到的1～1000Hz范围内经修正的复变函数
与在S5.3中未经修正的细电偶频域输出F2(ω)拼接成频域下的分段函数，使用傅里叶逆变换将该函数还原为时域信号f0(t)，该时域信号即为组合丝径电偶实测信号经时频补偿后的最终输出结果，
式中，当0<ω≤1k时，F(ω)＝F0(ω)；当1k<ω<5k时，F(ω)＝F2(ω)。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果
1.动态性能大幅度提高：现有用于动态温度畸变测试的小惯性热电偶时间常数一般在50ms-100ms范围内(气流Ma＝0.2-0.6)，且由于加工工艺限制同批次产品时间常数差异较大，难以满足温升率在3000K/s以上的高速动态畸变温度场测试需求。本发明所述的数据补偿方法，可将用于动态测温的组合热电偶的频响补偿到1kHz以上，等效时间常数为毫秒级，大大提升了热电偶的动态特性。
2.极端测试环境下的强度、可靠性提高：由于小惯性热电偶本质上是通过减小偶丝直径来提高响应速度，一般满足要求的偶丝直径需要减小至φ0.05mm左右，在发动机进气动态温度畸变条件下，受到发动机失稳而产生的锤击波、强气流脉动以及强振动等影响非常容易断裂。组合丝径电偶技术由于采用了特殊的流体力学、传热学及数学方法补偿了电偶因其热惯性导致的输出波形滞后、失真，电偶本身的偶丝直径可不用选得太小，一般粗电偶φ0.2mm、细电偶φ0.1mm左右即可满足数据处理要求。偶丝直径的增加导致强度和可靠性大幅度增加，在畸变试验中具有更大的概率能测得多次、完整的畸变发生过程。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的双丝型组合丝径热电偶探头的示意图；
图2为本发明实施例所提供的基于射流式风洞与激光加热器的时间常数标定系统原理图；
图3为本发明实施例所提供的基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿装置系统组成示意图；
图4为本发明中补偿频谱数据库生成流程图；
图5为本发明中针对实测动态温度信号的时频互转-幅值相位离散补偿算法远离框图；
图6为本发明实施例所述基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法处理数据前后的动态温度波形对比图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明所提供的密封装置作具体阐述。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
如图1-6所示，本发明实施例提供了一种基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，所述组合丝径热电偶包括两对直径不同的细丝热电偶，所述方法包括如下步骤：
S1：设计并加工组合丝径热电偶探针，并进行不同温度、不同马赫数下的时间常数的标定；
S2：生成S1所标定的时间常数所对应的补偿频谱数据，进而得到不同时间常数所对应的多个补偿频谱数据库；
S3：使用S1中的热电偶探针进行实际的气流动态温度测量，得到两对热电偶所对应的两组实际动态温度时域信号f1(t)、f2(t)；
S4：获取与动态温度测点同位置的总压和静压测试数据，根据动态温度信号和压力信号计算当前测点位置流场的局部马赫数，并结合定性温度插值得到所对应的补偿频谱数据库；
S5：把S3得到的实际动态温度时域信号进行傅里叶变换后的滤波，并提取出两对电偶在各个频率分量下的幅值和相位信息，作出两对电偶的幅值比和相位差，根据对流换热的相似性准则在S4中所得到的补偿频谱数据库中找出标准信号所对应的幅值和相位信息，并形成幅值和相角的插值多项式，最后进行傅里叶逆变换得出修正后的气流温度信号。
在部分实施例中，所述组合丝径热电偶探针包括分别设置在探针头部的两对热电偶，所述两对热电偶包括一对粗电偶和一对细电偶，所述粗电偶为由直径0.2mm的偶丝焊成的结点直径不大于0.25mm的电偶，所述细电偶为一对由直径0.1mm的偶丝焊接成的结点直径不大于0.15mm的电偶。
在部分实施例中，所述时间常数的标定包括：在不同的气流总温、不同马赫数的气流状态下完成双丝热电偶时间常数τ的标定试验，并将时间常数τ、马赫数Ma、总温T*的对应关系制成数据库，使用二维数组矩阵进行存储，矩阵行、列分别按马赫数、气流总温T*进行分度，每个矩阵单元存储一个二维向量(τ1、τ2)。
在部分实施例中，所述S2包括：
S2.1：根据S1中的时间常数，建立两对电偶的传递函数
其中，τ1、τ2分别对应细电偶和粗电偶在当前气流环境下的时间常数；
S2.2：使用Matlab中的Simulink仿真模块，对S2.1中的两个传递函数同时输入一个可单独调频、单独调幅的标准正弦信号
f(t)＝A·sin(2πωt)
并根据其输出波形
其中，A、A1、A2分别为标准信号、粗电偶信号和细电偶信号的温度幅值，ω为频率。
分别记录其幅值比、相位差以及与标准信源间的幅值比、相位差，并将其制成一维数组矩阵
其中，Ar为粗、细电偶间的幅值比；A01为粗电偶与标准信号间的幅值比，A02为细电偶与标准信号间的幅值比；△ψr为粗、细电偶间的相角差，△ψ1为粗电偶与标准信号间的相角差，△ψ2细电偶与标准信号间的相角差。
S2.3：调整频率和幅值、重复步骤S2.2，获得不同校准频率、不同校准幅值所对应的一维数组矩阵；
S2.4：将所述S2.2和S2.3所获得的一维数组矩阵作为一个矩阵单元进行存储，并生成二维数组矩阵数据库，矩阵行、列分别按频率f、幅值A进行分度；
S2.5：重复S2.1-S2.4，获得S1中获得的每一组时间常数下的二维数组矩阵数据库，得到补偿频谱数据库。
在部分实施例中，，所述S4包括如下步骤；
S4.1：计算局部马赫数
S4.2：根据组合电偶所测得的两组时域温度信号，截取需要被修正的信号时段(现以组合电偶同时输出的两段时长为ΔT＝T2-T1的温度信号为例)，分别计算两组动态温度在该时段内的时间平均值T1av、T2av，并再求定性温度Tav：
式中，f1(t)、f2(t)分别为ΔT＝T2-T1时段内组合电偶输出时域温度信号。
S4.3：将S4.1、S4.2计算出的测点当地Ma数以及定性温度Tav代入S2.5所述的补偿频谱数据库，利用双线性插值算法计算出双丝组合电偶在当前测量状态下的补偿频谱数据库。
在部分实施例中，，所述S4.1中总压测点与所述热电偶探头所处位置相同，所述总压测点的测量截面上布置多个壁面静压测点，所述多个壁面静压测点不少于4个，所述局部马赫数为
其中，
为测点气流平均静压，P*为测点气流总压，k为绝热指数，对于空气k＝1.4，对于燃气k＝1.33。
在部分实施例中，，所述S5包括如下步骤：
S5.1：将实测时域温度信号f1(t)、f2(t)进行快速傅里叶变换，
并将变换后的结果通过欧拉公式
统一化为指数形式
S5.2：使用高斯低通滤波函数
对F1(ω)、F2(ω)进行滤波，通带频率上限为5kHz，滤波完成后分别在不同校准频率下计算组合电偶输出信号的幅值比Ar和相位差
并利用S4.3计算得出的补偿频谱数据库，根据对流换热的相似性准则，通过线性插值计算得到各校准频率下修正后的信号幅值A及相角
S5.3：使用多项式拟合法将S5.2计算得到的修正后信号在1～1000Hz范围内的离散幅值A及相角
与频率ω的对应关系拟合成多项式函数A(ω)及
并将该复变函数写为
的形式。
S5.4：将S5.3得到的1～1000Hz范围内经修正的复变函数
与在S5.3中未经修正的细电偶频域输出F2(ω)拼接成频域下的分段函数，使用傅里叶逆变换将该函数还原为时域信号f0(t)，该时域信号即为组合丝径电偶实测信号经时频补偿后的最终输出结果，
式中，当0<ω≤1k时，F(ω)＝F0(ω)；当1k<ω<5k时，F(ω)＝F2(ω)。
在部分实施例中，提供了一种基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿装置，其系统如图3所示。包含组合丝径热电偶探头3-1，由冷端补偿电路3-2、信号调理模块3-3、数模采集卡3-4、上位机采集软件3-5、时频互转—幅值相位离散补偿程序3-6、组合丝径电偶补偿频谱数据库3-10组成的数据采集处理软硬件系统，以及由测点总压探针3-7、测点静压探针3-8、数字压力扫描阀3-9组成的测点压力采集处理系统三大部分。其中，组合丝径热电偶探头3-1的输出信号首先接入冷端补偿电路3-2进行补偿，之后再依次接入信号调理模块3-3、数模采集卡3-4完成信号调理和A/D转换，形成的原始数字信号再接入上位机采集软件3-5进行采集、显示及输出，之后该信号进入时频互转—幅值相位离散补偿程序3-6；在组合电偶测点处布置总压探针3-7、静压探针3-8，其输出压力进入数字压力扫描阀3-9完成测量采集并输出数字压力信号；将组合丝径电偶补偿频谱数据库3-10导入时频互转—幅值相位离散补偿程序3-6，并结合由上位机采集软件3-5导入的温度信号、压力扫描阀3-9导入压力信号综合运算完成数据补偿修正。
所述组合丝径热电偶探头的组成参见图1，由K型正极偶丝1-1(φ0.1mm，镍铬)、K型负极偶丝1-2(φ0.1mm，镍硅)、K型正极偶丝(φ0.2mm，镍铬)1-3、K型负极偶丝(φ0.2mm，镍硅)1-4、K型正极电偶支架(φ0.5mm，镍铬)1-5、K型负极电偶支架(φ0.5mm，镍硅)1-6组成电偶测量回路系统。
图1所述组合双丝丝径热电偶探头需要在基于射流式热风洞与激光加热器的时间常数标定系统中开展校准，其构成如图2所示，包含亚音速射流式热风洞2-1、风洞测控系统2-2、组合丝径热电偶探头2-3、引射筒2-4、信号调理及数采系统2-5、上位机软件2-6、激光器2-7、功率控制器2-8。校准Ma数选择0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7，校准温度点选择50℃、100℃、150℃、200℃，在所有Ma数、温度的笛卡尔直积点下开展时间常数标定试验，两对热电偶所得出的时间常数均不得大于200ms。
图1所述的双丝型组合丝径热电偶探头，其补偿频谱数据库的生成参照图4进行，最终生成的数据结构为二维嵌套矩阵，用于插值修正计算，存储在上位机ROM中，与组合电偶探头一一对应。其补偿频率范围设置为1kHz，频率间隔为5Hz,输入温度信源的幅值取50、100、150、200。
图1所述的双丝型组合丝径热电偶探头，在生成其补偿数据库后即可用于实测动态温度，测试及数据修正流程参见图5。对于原始测量信号的滤波法采用高斯低通滤波函数，滤波频率为5kHz，参与补偿的频段为0～1kHz，补偿频率间隔5Hz，补偿后的离散幅值点及相角点按照三次样条多项式拟合曲线及，并将该复变函数写为的形式，最终生成的补偿后波形时长一般不大于2s。
补偿后的输出波形与原始测量波形的对比见图6所示，显然信号的幅值及、频率、相位都得到了有效的补偿修正。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，所述组合丝径热电偶包括两对直径不同的细丝热电偶，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：设计并加工组合丝径热电偶探针，并进行不同温度、不同马赫数下的时间常数的标定；
S2：生成S1所标定的时间常数所对应的补偿频谱数据，进而得到不同时间常数所对应的多个补偿频谱数据库；
S3：使用S1中的热电偶探针进行实际的气流动态温度测量，得到两对热电偶所对应的两组实际动态温度时域信号f1(t)、f2(t)；
S4：获取与动态温度测点同位置的总压和静压测试数据，根据动态温度信号和压力信号计算当前测点位置流场的局部马赫数，并结合定性温度插值得到所对应的补偿频谱数据库；
S5：把S3得到的实际动态温度时域信号进行傅里叶变换后的滤波，并提取出两对电偶在各个频率分量下的幅值和相位信息，作出两对电偶的幅值比和相位差，根据对流换热的相似性准则在S4中所得到的补偿频谱数据库中找出标准信号所对应的幅值和相位信息，并形成幅值和相角的插值多项式，最后进行傅里叶逆变换得出修正后的气流温度信号。
2.根据权利要求1所述的基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，其特征在于，所述组合丝径热电偶探针包括分别设置在探针头部的两对热电偶，所述两对热电偶包括一对粗电偶和一对细电偶，所述粗电偶为由直径0.2mm的偶丝焊成的结点直径不大于0.25mm的电偶，所述细电偶为一对由直径0.1mm的偶丝焊接成的结点直径不大于0.15mm的电偶。
3.根据权利要求1所述的基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，其特征在于，所述时间常数的标定包括：在不同的气流总温、不同马赫数的气流状态下完成双丝热电偶时间常数τ的标定试验，并将时间常数τ、马赫数Ma、总温T*的对应关系制成数据库，使用二维数组矩阵进行存储，矩阵行、列分别按马赫数、气流总温T*进行分度，每个矩阵单元存储一个二维向量(τ1、τ2)。
4.根据权利要求1所述的基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，其特征在于，所述S2包括：
S2.1：根据S1中的时间常数，建立两对电偶的传递函数
其中，τ1、τ2分别对应细电偶和粗电偶在当前气流环境下的时间常数S2.2：使用Matlab中的Simulink仿真模块，对S2.1中的两个传递函数同时输入一个可单独调频、单独调幅的标准正弦信号
f(t)＝A·sin(2πωt)
并根据其输出波形
其中，A、A1、A2分别为标准信号、粗电偶信号和细电偶信号的温度幅值，ω为频率；
分别记录其幅值比、相位差以及与标准信源间的幅值比、相位差，并将其制成一维数组矩阵
其中，Ar为粗、细电偶间的幅值比；A01为粗电偶与标准信号间的幅值比，A02为细电偶与标准信号间的幅值比；△ψr为粗、细电偶间的相角差，△ψ1为粗电偶与标准信号间的相角差，△ψ2细电偶与标准信号间的相角差；
S2.3：调整频率和幅值、重复步骤S2.2，获得不同校准频率、不同校准幅值所对应的一维数组矩阵；
S2.4：将所述S2.2和S2.3所获得的一维数组矩阵作为一个矩阵单元进行存储，并生成二维数组矩阵数据库，矩阵行、列分别按频率f、幅值A进行分度；
S2.5：重复S2.1-S2.4，获得S1中获得的每一组时间常数下的二维数组矩阵数据库，得到补偿频谱数据库。
5.根据权利要求4所述的基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，其特征在于，所述S4包括如下步骤；
S4.1：计算局部马赫数；
S4.2：根据组合电偶所测得的两组时域温度信号，截取需要被修正的信号时段(现以组合电偶同时输出的两段时长为ΔT＝T2-T1的温度信号为例)，分别计算两组动态温度在该时段内的时间平均值T1av、T2av，并再求定性温度Tav：
式中，f1(t)、f2(t)分别为ΔT＝T2-T1时段内组合电偶输出时域温度信号；
S4.3：将S4.1、S4.2计算出的测点当地Ma数以及定性温度Tav代入S2.5所述的补偿频谱数据库，利用双线性插值算法计算出双丝组合电偶在当前测量状态下的补偿频谱数据库。
6.根据权利要求5所述的基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，其特征在于，所述S4.1中总压测点与所述热电偶探头所处位置相同，所述总压测点的测量截面上布置多个壁面静压测点，所述多个壁面静压测点不少于4个，所述局部马赫数为
其中，
为测点气流平均静压，P*为测点气流总压，k为绝热指数，对于空气k＝1.4，对于燃气k＝1.33。
7.根据权利要求1所述的基于组合丝径热电偶的动态测温时频补偿方法，其特征在于，所述S5包括如下步骤：
S5.1：将实测时域温度信号f1(t)、f2(t)进行快速傅里叶变换，
并将变换后的结果通过欧拉公式
统一化为指数形式
S5.2：使用高斯低通滤波函数
对F1(ω)、F2(ω)进行滤波，通带频率上限为5kHz，滤波完成后分别在不同校准频率下计算组合电偶输出信号的幅值比Ar和相位差
并利用S4.3计算得出的补偿频谱数据库，根据对流换热的相似性准则，通过线性插值计算得到各校准频率下修正后的信号幅值A及相角
S5.3：使用多项式拟合法将S5.2计算得到的修正后信号在1～1000Hz范围内的离散幅值A及相角
与频率ω的对应关系拟合成多项式函数A(ω)及
并将该复变函数写为
的形式；
S5.4：将S5.3得到的1～1000Hz范围内经修正的复变函数
与在S5.3中未经修正的细电偶频域输出F2(ω)拼接成频域下的分段函数，使用傅里叶逆变换将该函数还原为时域信号f0(t)，该时域信号即为组合丝径电偶实测信号经时频补偿后的最终输出结果，
式中，当0<ω≤1k时，F(ω)＝F0(ω)；当1k<ω<5k时，F(ω)＝F2(ω)。
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