电子元件与材料2024,Vol.43Issue(1) :40-46.DOI:10.14106/j.cnki.1001-2028.2024.1214

临近空间火箭探空温度传感器设计与分析

Design and analysis of sounding temperature sensor for near space rocket

宋月 刘清惓 黄晓君 张靖佳 杨杰
电子元件与材料2024,Vol.43Issue(1) :40-46.DOI:10.14106/j.cnki.1001-2028.2024.1214

临近空间火箭探空温度传感器设计与分析

Design and analysis of sounding temperature sensor for near space rocket

宋月 1刘清惓 1黄晓君 1张靖佳 2杨杰3
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作者信息

  • 1. 南京信息工程大学 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 江苏 南京 210044;南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室, 江苏 南京 210044;南京信息工程大学 电子与信息工程学院,江苏 南京 210044
  • 2. 南京信息工程大学 电子与信息工程学院,江苏 南京 210044
  • 3. 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室, 江苏 南京 210044;南京信息工程大学 电子与信息工程学院,江苏 南京 210044
  • 折叠

摘要

太阳辐射误差是 30~60 km高度的临近空间火箭探空仪观测误差的主要来源.为了降低太阳辐射误差,设计了一种圆环状的镀银铝板防辐射罩.首先,使用计算流体动力学(CFD)计算出无防辐射罩的探头和有防辐射罩的探头在不同的海拔高度、气流速度、太阳高度角下的太阳辐射误差,并且进行数据对比分析.之后,利用支持向量机(SVM)算法训练出仿真结果并且得到相应的预测模型,可以得出预测值与仿真值之间的均方根是 0.036 K,预测值与仿真值之间差值的绝对值在 0.08 K以内.最后,使用低气压风洞和太阳模拟器作为实验平台模拟出高空环境,将实验结果与算法预测结果进行对比.得出实验值与预测值平均测量误差为 0.096 K,均方根误差为 0.097 K.

Abstract

Solar radiation error is the main source of observation error for near space rocket sounding instruments at altitudes of 30-60 km.To reduce the solar radiation errors,a circular silver-plated aluminum plate radiation shield was designed.First,computational fluid dynamics was used to calculate the solar radiation error by the probe with and without radiation shield at different altitudes,air velocities,and solar elevation angle.The data were compared and analyzed.Afterwards,the support vector machine algorithm was used to train the simulation results and obtain the corresponding prediction model.It can be concluded that the root mean square between the predicted and simulated values is 0.036 K,and the absolute value of the difference between the predicted and simulated values is less than 0.08 K.Finally,a low-pressure wind tunnel and a solar simulator were used as experimental platforms to simulate the high-altitude environment,and the experimental results were compared with the algorithm prediction results.The average measurement error between the experimental and predicted values is 0.096 K with root mean square error of 0.097 K.

关键词

火箭探空仪/防辐射罩/辐射误差/支持向量机/低气压风洞

Key words

rocket sounding instrument/radiation shield/radiation error/support vector machine/low pressure wind tunnel

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基金项目

国家自然科学基金(42275143)

国家自然科学基金(41875035)

出版年

2024
电子元件与材料
中国电子学会 中国电子元件行业协会 国营第715厂(成都宏明电子股份有限公司)

电子元件与材料

CSTPCD北大核心
影响因子:0.491
ISSN:1001-2028
参考文献量17
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