高g值侵彻加速度测试及其相关技术研究进展

结合作者及其合作者最近几年在侵彻加速度测试领域的若干研究工作,总结评价了近十几年国内外弹体高速侵彻硬目标高g值加速度现场测试研究成果,特别是存储测试技术在这方面的应用。同时总结了侵彻加速度测试相关技术的发展,包括高g值加速度计的抗高冲击性能和校准、电池抗高冲击性能的研究等。最后结合现有研究基础和潜在的国防需求,论述了这一研究领域的发展趋势以及值得注意的问题。

基于光纤传输的膛内测试技术研究

研制了一套新型基于光纤传输的电磁炮膛内电枢运动状态测试系统,采用光纤探头作为信号采集和传输部分,可以避免高电压强电磁干扰。介绍了测试原理,设计了系统,完成了电枢信号的探测和信号处理及多通道输出功能,对系统进行性能测试。

热电偶时间常数测试技术研究

本文介绍了热电偶时间常数测试的一种测试方法和测试系统,并对几种不同响应量级的热电偶进行了时间常数测试,给出了测试曲线。测试结果对热电偶温度传感器的研究和应用具有一定的参考价值。

单粒子翻转效应及加固技术的测试研究

针对高能粒子入射半导体材料引发的辐射效应,从实验平台的设计对地面辐射试验进行了研究。通过对单粒子翻转效应的分析,完成评估方式的制定。实验平台通过建立数据采集系统、数据分析系统,同时考察4种SRAM型的FPGA芯片在不同辐射源以及不同强度下对单粒子产生的影响。通过辐照试验,验证了试验方法、试验系统的有效性和可靠性,并掌握了试验数据的处理方法。实验结果表明,在高强度的辐照下,单粒子翻转效应显著增多,需要采取防护措施及时修正,对FPGA芯片的使用以及选型具有参考价值。

无损压缩技术在测试系统中的应用

针对动态测试中的数据参数进行研究,在深入了解信号特征的基础上,结合当今数据压缩发展的前沿技术,设计、改进得到一种可应用于实际情况、能够满足实际需求的LZW和游程混合压缩算法。设计了基于TMS320F2812 DSP的数据压缩系统。对数据压缩效果进行了测试,试验证明采用该算法能实时、高效的对AD采集到的数据进行压缩。

单片三轴大量程加速度传感器性能测试与分析

对设计的单片三轴MEMS大量程加速度传感器进行了马歇特锤冲击测试和Hopkinson杆冲击校准试验,得到了三轴加速度传感器冲击过载信号及其各轴向的横向灵敏度比、线性度等关键参数。测试结果表明该三轴传感器在受到117 395.95 gn以上的冲击信号作用时,传感器各轴仍然能够正常工作;其三轴轴向灵敏度均能达到0.1μV/gn以上,各敏感轴受到轴向加速度时其线性度小于6%,轴间横向灵敏度比小于10%。

双质量硅微机械陀螺仪正交校正系统设计及测试

为了减小正交误差对双质量硅微机械陀螺仪性能的影响,进一步提高陀螺精度和工程化成品率,对双质量结构正交耦合刚度校正法进行了研究。首先,针对双质量陀螺结构的特殊形式,分析了其左、右结构中正交耦合刚度不相等的原因,并结合相敏检测相位误差对正交耦合刚度值进行了计算,进一步量化了其对输出信号的影响;其次,结合正交校正梳齿结构介绍了耦合刚度校正法的工作原理,并基于左、右结构单独校正的方法设计了双质量结构正交校正控制系统;最后,对正交校正前后的双质量微机械陀螺仪进行了详细测试,结果证实了双质量单独校正比整体校正效果更好,各项参数均有较大提高,其中零偏稳定性从校正前的540(°)/h提高到了正交后的24.05(°)/h(1σ),证明了提出的两质量块单独校正方法的可行性和实用性。

低空慢速小目标探测与定位技术研究

城市大型集会、活动中安保工作的一大主要任务是防止恐怖分子利用航模等低空慢速小型飞行器进行破坏活动，由于城市环境的复杂性以及低空慢速小目标（以下简称“低慢小”）的特殊性，像雷达等传统的探测方法很难准确探测定位。针对这一难题，设计基于激光探测技术的低慢小探测与定位系统。系统包含激光脉冲发射、雪崩光电二极管偏置、弱光信号处理和计时电路等主要结构。利用标准时基发生器对计时电路进行验证，采用线性拟合方法使时间测量的精度达到10-10量级。经过试验测试，该系统能够在近距离范围内对低慢小进行快速定位，0—100m距离范围内测距误差为±0．6m；0-60m高度范围内测高误差为±0．6m；0～35km／h速度范围内测速误差为±1．3km／h。

玻璃微珠原向反射屏发散角测试

为了测试一种玻璃微珠原向反射屏的发散角,采用CMOS高速相机拍摄玻璃微珠原向反射屏反射回来的激光光束在硫酸纸屏上成像的激光光斑,处理光斑图像,根据一定的几何比例关系,计算得到了原向反射屏的发散角角度,其范围为0.907°～0.956°。结果表明,该测试方法设计合理、数据可信,具有一定实用价值。

基于磁阻传感器的航姿测量系统罗差补偿技术研究

针对磁阻航姿测量系统在实际应用中易受到周围环境中的软硬铁效应引起的罗差干扰导致其航向角精度较低的问题,本文在分析航姿测量系统罗差产生机理的基础上,建立了对应的罗差修正模型,同时在已知当地磁倾角和由捷联于测量系统中的加速度计提取的载体姿态信息的基础上,提出了采用超定线性方程组求最小二乘解的方法推导出罗差系数的标定补偿算法。最后利用设计的算法对系统进行误差补偿对比试验。结果表明,该罗差补偿算法是正确有效的,三轴软硬铁效应得到了有效的补偿并且航向角解算精度得到了显著提高。该补偿方法为后续的载体误差分析和补偿提供了理论参考,具有一定的工程应用价值。

高g值加速度动态线性测试冲击方法仿真分析研究

高g值加速度传感器动态线性测试描述了传感器的输入、输出以及频率三者之间的关系,反映了在某一特定频率下传感器的线性特性。基于霍普金森杆校准系统动态线性测试的一个关键技术是通过实现内弹外弹两粒弹丸的同步撞击,以此来实现两子弹作用于杆上的冲击加速度脉冲的频率相同,实现加速度传感器动态线性测试。本文基于动态线性测试方法,对子弹的同步撞击方法与子弹形状进行了仿真与实验研究。结果表明:实验室无法实现内外弹的同速异步撞击;将用于动态线性测试的内外弹绑定和改变内外弹截面积对第1次压缩波基本没有影响;该结论为利用霍普金森杆做加速度传感器动态校准提供了理论基础和现实依据。

高量程压阻式加速度计的Hopkinson杆冲击测试及失效分析

为了保证高量程加速度计在冲击过程中的可靠性、有效性,减小其失效几率,以Hopkinson杆作为加载手段,采用激光干涉法对量程为1.0′10~5 g_n的4端全固支压阻式梁-岛结构微加速度计进行冲击试验,并分析了高量程加速度计抗过载能力及在冲击环境下失效模式和失效机理。试验中抽样对同种结构的10只传感器分别进行了冲击测试,根据测试结果可知,该结构的微加速度计抗过载能力为1.3′10~5g_n。通过分析可知失效模式主要表现为微结构梁的断裂、裂纹、键合点脱落现象。通过研究失效模式产生的原因发现,造成结构出现断裂、裂纹现象的原因主要有两种：一是重复连续冲击测试引起微结构疲劳产生失效;二是由于在冲击过程中加速度计芯片与该过程中产生的高频信号分量发生共振导致过载瞬间增大加速度计芯片结构位移失控使结构失效。通过采用不同手段完善传感器结构,提高了其可靠性。

铌酸锂晶片热释电红外探测器设计及性能测试

通过红外热释电探测器工作原理的分析,采用合适的半导体加工工艺将铌酸锂晶体母材减薄,并对减薄后铌酸锂晶片进行溅射、镀膜将其制成红外敏感单元。选用CMOS放大器与匹配的电阻、电容组成前置放大电路,对热释电信号进行放大和转换;根据红外光谱吸收原理,在敏感单元前封装了窄带滤光片从而提高了敏感单元选择吸收的性能。将敏感单元、前置放大电路和窄带滤波片三部分封装在一个壳体内,红外探测器制作成功。设计了信号调理电路,对从探测器得到的热释电信号进行二次放大和滤波;搭建了探测器响应测试系统,对探测器的性能进行测试,测试验证了该探测器设计的合理性。

高过载测试中结构防护模型研究

通过分析高过载测试中侵彻破坏模式及其缓冲的原理和数学模型,并在此基础上利用马歇特锤对测试装置做破坏性的冲击试验,从而得出关于测试结构微型化设计、电路体的抗高过载设计以及测试系统结构的合理布局的设计原则.

硅基MEMS红外光源光谱特性测试研究

硅基 MEMS 红外光源作为红外应用系统的核心部件，其光学辐射特性直接影响着整个红外装置的性能，然而，国内外对于硅基 MEMS 红外光源的辐射特性尤其是辐射光谱特性未见详细报道，因此，为确定硅基MEMS红外光源的辐射光谱分布，对MEMS红外光源光谱特性进行准确测试是非常必要的。实验采用OL（Optronic Laboratories）系列光谱测量系统对MEMS红外光源进行光谱特性测试，相对辐射光谱测试结果显示该光源的红外光谱波段主要分布在3～5mm，中心波长在3.6mm处，其大气透过率接近90%，具有很好的大气透射度。

用于MEMS矢量水听器流激噪声抑制的“三明治”式封装结构设计与性能测试

MEMS仿生矢量水听器应用于水下环境,必须解决透声,绝缘,流激噪声抑制等问题.为此,提出"三明治"式封装结构.完成了"三明治"式封装结构设计计算与试制测试;并通过典型使用环境试验验证该封装结构的流激噪声抑制能力.试验结果表明:该封装结构在几乎不损失灵敏度和矢量性的前提下,比前期的封装结构在抑制流激噪声能力方面提高20dB以上.

基于FPGA和LVDS技术的光缆传输技术

为了解决弹上记录器和地面测试台之间高速数据流远距离传输问题,提出一种利用低电压差分信号(LVDS)接口器件实现数据远距离传输的设计方案。实验证明该方案传输速度达到20 Mb/s,传输距离达到300 m,传输速度和传输距离得到显著提高。该优秀的长线传输技术已成功应用于在某项目中。

关于中子辐射的单粒子翻转效应测试与加固研究

针对高能粒子入射半导体材料引发的辐射效应,从实验平台的设计对地面辐射试验进行了研究。通过对单粒子翻转效应的分析,制定评估方式。实验平台通过建立数据采集系统、数据分析系统,测试4种SRAM型的FPGA芯片在不同强度的中子辐照产生的影响。通过辐照试验,验证了试验方法、试验系统的有效性和可靠性。实验结果表明,在高强度的辐照下,单粒子翻转效应显著增多,需要采取防护措施及时修正,对FPGA芯片的使用及选型具有参考价值。

级联环形谐振腔温漂抑制效应实验研究

为降低温度变化对基于微环谐振腔的滤波器、调制器等光学精密器件性能的影响,研究了微环谐振腔的温度特性,设计加工了基于绝缘体上硅的单环以及多环微腔结构。通过数显温控加热系统对微环谐振腔加热,利用波长扫描的方式,进行了谐振腔透射谱线的测试实验,通过线性拟合分析,计算得到单环谐振腔谐振波长漂移与温度的变化关系为105 pm/℃,双环谐振器与温度的变化关系为97 pm/℃,三环谐振器与温度的变化关系为80 pm/℃,九环的谐振波长漂移与温度的变化关系为27 pm/℃。即环个数增加,谐振腔温度系数有减弱趋势,较好实现了谐振腔温漂抑制作用。

ICP工艺参数对刻蚀Pyrex玻璃影响的实验研究(英文)

影响ICP刻蚀的工艺参数包括反应室压力,偏置射频功率,氩气流量比率。通过正交试验的方法,以CHF3和Ar的混合物作为反应气体,利用电感耦合等离子体技术刻蚀Pyrex玻璃。并采用回归分析方法建立了二次回归方程模型描述腐蚀速率和三个因素之间的关系。实验结果表明,氩气的流量比率(总气体流量(CHF3+Ar)是恒定的)对刻蚀速率的影响最大,影响程度的主次顺序为氩气的流量比率,反应室压力,偏置射频功率。腐蚀速率和三个因素之间的数学表达式为:腐蚀速率=532.680 0+2.055 6×Ar+0.012 7×(偏置射频功率)-0.964 1×压力-0.065 5×Ar2-0.006 7×Ar×(偏置射频功率)+0.021 7×(偏置射频功率)×压力-0.050 4×(压力)2,实验结果证明数学拟合结果良好。