高能量冲击加载试验装置研究进展

轻气炮和空气炮是常见的实验室条件下模拟高冲击、高过载试验环境的加载装置。它们是通过发射弹丸与目标靶件产生撞击,达到冲击载荷加载的要求。轻气炮是研究高速、超高速碰撞终点效应以及含能材料冲击特性的重要模拟加载实验手段。空气炮在研究高g值加速度传感器,振动冲击传感器的动态、静态特性的标定校准,以及侵彻引信部件和器件的高冲击、大脉宽、高能量冲击加载方面有重要应用;空气炮较霍普金森杆装置的冲击加载脉宽大很多。深入系统地分析了国内外相关单位常温条件和高低温环境条件下的轻气炮、空气炮冲击加载试验装置研究现状,并给出了重点发展方向的思考及建议。

高冲击试验测试装置及校准技术研究

研制出Hopkinson杆(霍普金森杆)高冲击加载装置,搭建起高冲击测试校准系统,基于LabVIEW和Matlab软件开发环境,编写系统控制程序,数据分析与处理程序,以高冲击MEMS加速度传感器为被测对象,开展冲击测试与校准技术研究,解算出传感器冲击灵敏度和频率响应指标。试验结果表明:利用该试验测试装置对冲击传感器进行测试校准,满足传感器主要静态指标测试要求;对传感器频响指标进行测试校准,得到传感器幅频特性和相频特性曲线,满足传感器动态特性测试要求。该Hopkinson杆冲击试验测试校准装置及测控系统能够实现冲击加速度传感器主要静态特性和动态特特指标的测试校准要求,平均灵敏度为0.657548μV/g,不确定度优于4%,幅值线性度偏差≤±5%的工作频带为12.5 kHz。本研究对高冲击试验测试的应用提供一定借鉴和参考。

微小型、低功耗三轴高冲击存储测试装置

针对冲击试验与测试的冲击强度等参数越来越高,导致现有存储测试装置已不能完全满足特种测试、不适应新概念测试发展要求的问题,提出微小型、低功耗,掉电后仍然能完成采集和数据存储功能的三轴高冲击存储测试装置。存储测试装置以STM32G031为主控芯片,利用片内SAR-ADC实现模数转换,采用AD8226仪表运放实现增益放大功能。数据存储在容量为512 KB的FRAM中,采样速率100 kSps以上,采样精度12 bit。该装置的PCB板为直径22 mm的单片圆板,满足微小型要求,通过合理灌封和过载保护提高抗冲击性能。样机验证试验表明,该装置各模块功能正常,基本满足性能指标,功耗小于33 mW,掉电后可以仅凭电容储能工作700 ms,具有一定实用性。