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，保证了干扰电流不会干扰输入信号，可以实时有效的采集管道内气流压力脉动的动态信号。 在良好的硬件基础上，数据采集系统还需要软件的密切配合，本实验的信号采集软件是以Labview平台开发出来的。如图3-5所示是数据采集软件的主界面，软件可以控制数据采集卡实现信号采集、动态显示和保存等功能，以完成压力脉动数据采集和处理任务。

3.2.4 误差分析 1)标定误差

标定误差主要包括标准压力表的系统误差和读数误差。

标准压力表的精度等级为0.25级，量程是1.0MPa，其本身精度导致的绝对误差为

MPa，标定最大压力为0.8MPa，所以其测量最大相对误差为：

本实验用到的标准压力表分辨率是0.005MPa，所以由人为读数导致的绝对误差

=0.005MPa，引起的相对误差为：

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根据误差的合成公式：

可知最大标定误差是0.59%。 2)压力传感器测量误差

传感器测量压力信号时的误差来源主要有以下几项：

传感器自身材料性能引起的非线性误差，如和材料的变形、各项同性或转换原理相关因素产生的误差。本实验中XTL-190M-7-BAR-SG传感器的非线性误差

<0.1%。

此外，XTL-190M-7-BAR-SG型传感器的压力分辨率

为0.25%。

排气管路内气体的温度不同于标定时的温度，温度的差异将导致测量误差：

，温度影响系数

·K-1，测量时压力传感器所在测点处平局温度为

=344K，由传感器说明书知

=285K，则

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传感器由12V直流电源供电，电压不稳定产生的误差

小于0.1%。

PCI-6220型数据采集卡输入精度为16位，所以系统误差

为0.001%。

综上分析，并根据误差合成公式：

可知压力传感器的测量误差为0.83%，此测量精度满足本实验的要求。

测量时总的误差包括标定误差和压力传感器测量误差，则本实验测量系统的总误差为：

4、结果分析与讨论

气流脉动是一种复杂的非稳态流动现象，为研究它的特性，前面章节已建立起描述管道内气流脉动的控制方程。本章将通过大量的计算结果探讨数值算法本身的一些特性，如网格长度对波形的影响;通过对比波动理论和非定常方法的计算结果，分析两种方法在预测气流脉动波形和幅值上的差异以及引起差异的原因;并分析影响计算结果的因素，尤其是摩擦阻尼的作用，通过对动量方程的定量分析，揭示抑制气流脉动的主要因素。 4.1 与平面波动理论计算结果及实测结果对比

平面波动理论和非定常方法都是基于一维流体流动建立的数学模型。基于波动理论建立的波动方程易于求解、计算量小、便于频域分析、对复杂管路的适应性好，因而在工程界应用非常广泛。所以有必要对比两种方法计算结果，认识两种方法在压力脉动波形和幅值预测上的差异。采用平面波动理论方法计算时，取30阶激发谐波合成，最大谐波频率与非定常

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方法无衰减计算频率及实验滤波频率基本一致。如图4-1所示是三种方法的压力脉动波形图，在排气缓冲罐前的管路AB和排气缓冲罐之后的管路CD上各选取了两个测点对比，测点1、2处波动理论和非定常方法计算波形与实测波形差异都很大，高频波更多，波动理论计算波形双作用排气激发的压力脉冲不明显。测点5、6处可以明显看出双作用排气激发的压力波，但波形与实测波形吻合程度没有非定常方法高。

综合4个测点波形的对比，波动理论计算波形更光滑，这是因为波动方程忽略了非线性因素，方程中的非线性项修饰了波形的细节。气流脉动计算很关心的一个结果是压力脉动幅值，从计算精度较高的5、6三个测点可以看出，尽管波动理论忽略了非线性项，作的假设更多，但脉动幅值与非定常方法和实测值相差都很小。三种方法最大压力脉动幅值如表 4-1所示，单从数值上看，测点3、4、5、6波动理论脉动幅值比非定常方法更接近实测值，但这并不能下结论认为波动理论比非定常方法准确度高，前面的压力脉动波形对比已经指出非定常方法计算的波形与实测值吻合程度更高。