火焰温度场测试中的传感器动态响应研究

在诸如爆炸火焰温度场的瞬态测试中,传感器的动态响应特性是影响测试结果的重要指标,而温度传感器热电偶的动态响应特性通常通过时间常数来反映。针对这种特殊测温环境下对热电偶时间常数的标定要求,采用火焰温度源法,对OMEGA生产的热电偶的时间常数进行了标定分析,获得其时间常数为846.992 ms,标定系统的动态重复性为1.17%。结果表明,用此标定方法得到的时间常数能更真实地反映热电偶在火焰温度场中的动态响应性能,且标定系统的动态重复性好,测试精度高,对分析弹药爆炸过程中的热毁伤效应有一定的参考价值。

基于动态特性补偿的冲击波测试数据处理方法

利用激波管对传感器进行动态标定,采用特殊白化滤波器广义最小二乘迭代法建立冲击波测试传感器的数学模型并对其动态特性进行分析,提出采用基于零极点相消原理补偿法来对传感器动态特性进行补偿。实际试验的测试数据处理应用表明,基于动态特性补偿的数据处理方法能够提高传感器动态特性和冲击波测试数据的准确度。

高频信号动态测试中的信号完整性分析

结合高频信号测试仪使用环境的特点及要求,分析了影响高速数据采集电路信号完整性的主要因素,针对高频信号的反射和串扰,分别从多层PCB板的层叠设计,差分信号传输线蛇形布线,添加阻抗匹配网络几方面进行了信号完整性设计。建立差分信号传输线拓扑网络的模型并通过仿真确定了阻抗匹配网络的结构和参数,减小了由于传输线阻抗失配引起的信号反射与串扰;对电源完整性进行分析,通过内电层分割和滤波电容网络减小了电路中的地弹现象,从而降低了测试仪的系统噪声。最后通过模拟环境下的实验验证了高速数据采集电路的信号完整性分析,实验结果表明通过信号完整性设计提高了测试仪的抗干扰能力,所采集的数据可靠有效。

火焰温度场测试中的传感器动态特性补偿

在进行爆温测试时,爆炸伴随的高温火焰具有变化快、温度高、测试环境恶劣等特点。针对这种特定的测温场合,运用火焰温度源法研究了热电偶传感器在火焰温度场中的动态响应特性。为了减小热电偶的动态测量误差,通过粒子群优化算法(PSO)建立了测试系统的动态补偿滤波器模型。实验表明,这种研究方法有效地改善了热电偶的动态测量误差,对通过爆温测试进行弹丸热毁伤评价有一定的参考价值。

冲击波测试系统中压力传感器的实时动态补偿实现

冲击波测试系统在测量爆炸冲击信号时,必须解决因传感器的有效带宽难以满足或覆盖被测信号而引起的动态测试误差的问题。为此,利用激波管来对传感器进行动态标定获取实验样本,采用QR分解和改进粒子群优化(PSO)算法进行逆滤波快速估计动态补偿滤波器的阶数和系数。因数字滤波器的有限字长效应,本文选取合适的系数及输出数据的量化位数,来满足测试系统的稳定性。为实现实时在线修正,设计了以FPGA为控制与处理核心的全并行单反馈动态补偿结构,对系统硬件补偿前后的动态特性进行分析。实验表明该补偿滤波器能够满足实际测试需求,能够显著地提高传感器的动态响应特性。

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。

基于MCU和CPLD的微型动态应力存储测试系统

为了解决车辆履带上的动态应变压力测试问题,设计了一套微型应力存储测试系统。对于应变压力传感器采用电桥法测试应力并应用存储测试技术设计了整套测试系统。使用单片机和CPLD作为系统的主控芯片完成系统的微功耗设计,并设计了模拟电路部分和数字电路部分。经过冲击梁实验表明此测试系统和理论计算的误差在7%以下,可以对车辆履带上的应力进行测量。

炸药爆炸场内动态应变测试技术研究

为了直观评估炸药的性能;设计了一种放置于爆炸场中的动态应变存储测试系统,该测试系统由应变片以及后续调理存储控制电路组成,将测试系统整体置于耐高温的高强度壳体中;进行了炸药爆炸应变的实际测试,对测试数据进行分析计算;得出的结果说明该智能仪器系统能够在恶劣环境下完成动态应变测试任务,进而能较好评估炸药的性能。

基于专用ASIC的引信动态参数存储测试系统设计

针对某引信在膛内工作时出现的问题,设计一种小型的能够承受膛内发射和撞地时高冲击过载的存储测试装置,并对其进行测量。这套独立的弹载存储测试装置采用自主开发的弹载测试专用ASIC-HB0202,具有微体积、微功耗和可靠性高的特点。本测试系统安装在体积很小的引信腔内,不需要对弹丸进行改装,在一次实验过程中能够完成对引信在膛内整个运动过程的三轴加速度、转速等多路参数的测量,并已成功测得多组数据,是引信故障分析和改进设计的重要手段。

电位计式角位移传感器测试系统的动态性能研究

电位计式角位移传感器以其结构简单、性能稳定、能适应恶劣环境等特点,广泛应用于航天航空、军事、民用各行业.但也由于它的测试精度不高、动态响应较差而极大地限制了电位计的使用范围.作者在阐述电位计式角位移传感器原理的基础上,着重分析了系统的动态响应性能,设计了三阶低通滤波器,并采用零极点配置设计其补偿电路,改善了系统的动态响应,提高了所测信号的精度,最后用MATLAB仿真对比了补偿前后单位阶跃信号输入下的幅频特性,分析说明了测试系统的动态性能指标.

MEMS同振型仿生矢量水听器实验测试

MEMS(Micro Electro Mechanical System,微机电系统)同振型仿生矢量水听器采用MEMS二维仿生矢量水听器和标准声压水听器一体化封装,保证了通道间的严格正交,海试环境下性能测试具有"8"字形余弦指向性和较高的灵敏度。在性能测试的基础上对水听器的定向能力进行了实验研究,实验结果表明:同振型矢量水听器能够实现声目标定向(定向误差小于3°)和运动目标的航迹跟踪,为后续的工程化应用打下了基础。

片上系统在动态测试领域的应用探讨

在实时动态测试领域中,测试系统微型化是一个重要的研究方向.片上系统技术的发展,为降低系统体积、功耗提供了有效的技术手段.本文利用该技术对微型测试系统进行了研究,对包括SoC(Systemon Ch ip)单片机、基于FPGA(F ie ld P rogramm ab le G ate A rray)的SoPC(System s on a P rogramm ab leCh ip),S IP(System-in-package),A S IC(A pp lication Spec ific In tegrated C ircu its)等片上系统技术在动态测试领域中的应用进行了探讨.设计了SoC单片机及SoPC在动态测试中的应用方案,并进行了试验测试.结果表明,片上技术能更好地完成动态测试.

复合射孔压力加载下铜柱测压计测试实验和数值分析

进行基于铜柱测压和实测压力时间曲线的石油井射孔压裂实验,建立铜柱测压计的数学模型,并采用交互式计算方法得出其作用过程的解析解。分析结果表明,井下射孔压裂过程中,压力上升沿很陡,活塞在外部压力达到峰值时,速度很大,会继续压缩铜柱直到速度为零。活塞的运动可以分为加速和减速撞击2个过程。活塞的最大速度决定了铜柱测压计最终测试值,且与速度成正比。射孔脉冲压力加载过程中铜柱测压计的误差取决于压力上升时间、脉冲宽度、峰值压力等影响因素。火炮膛压加载下铜柱测压计误差较小。

射孔器腔内压力测试仪的高频动态补偿方法

针对腔内压力测试仪无法测得一次压力脉冲的问题,提出了一种按希望指标高频动态数字补偿的方法,通过射孔器腔内压力测试仪的设计实例并在爆炸洞模拟膛压发生环境下进行试验验证,说明了本方法的有效性。分析了石油井下射孔器腔内压力信号的特性,通过高频动态补偿数字滤波系统的设计,从而达到在高温、高压、高冲击等恶劣环境下测得一次压力脉冲,为测试仪的优化设计提供可靠依据的目的。

基于超级电容的动态测试系统电源设计

动态信号具有突发性和瞬态性的特征,针对测试中系统遭受振动、冲击等原因造成电源抖动或意外掉电而导致测试失败的问题,设计并制作了基于锂电池和超级电容混合储能的电源。大容量的电池作为测试系统的常用电源,而高密度的超级电容作为备份电源以满足恶劣环境下瞬态信号的测试需求。实验结果表明,混合储能的方式能应对冲击造成的电源抖动和断电问题,提高动态测试的可靠性。

瞬态高温传感器动态性能测试技术研究

提出了用于瞬态高温传感器动态性能的脉冲CO2激光激励系统,建立并分析了温度传感器瞬态响应数学模型.以此对蓝宝石光纤黑体腔高温传感器进行了动态性能实验研究.实验结果表明,传感器时间响应常数达30 m s,测试最高温度可达2 000℃,可以对武器发射、火药燃烧、爆炸等过程中瞬态高温进行测试.实验方法具有非接触、操作简便,精度高,实用性强等特点.

基于热电偶动态校准系统的半导体激光器上升时间测试分析

介绍利用大功率半导体激光器作为温度发生装置,发出脉冲激光使被校准热电偶表面产生准阶跃温度变化的信号,用响应速度快的红外探测器和响应慢的被校准热电偶同时对此温度变化信号进行探测,最终以前者测得的值作为真值来校准后者的新的动态校准系统。为了能够测试响应速度快的热电偶,需要测试温度发生装置的响应时间,因此提出了选用响应速度快的光敏二极管作为光电探测器件,通过搭建测试电路,获得激光器上升时间的测试方法。并针对波长为980 nm的大功率半导体激光器进行测试,给出测试结果。试验表明,该半导体激光器的上升时间为纳秒级别,可以实现对时间常数为微秒级别热电偶的动态校准。

容栅传感技术在动态扭矩测试中的应用

在旋转轴动态扭矩测试中,针对精度低、通用性差等问题,提出了一种新型的容栅式扭矩传感技术。由于容栅传感器具有平均效应、采用了差动结构、并且分析了误差来源,进而提出了解决方案,使得这种传感装置抗干扰能力大大加强,能在恶劣环境中对扭矩进行非接触测量。实验结果证明,这种测试方法为旋转部件的扭矩测试提供了一种新的技术途径,还可推广应用于动力轴的转速、位移以及功率测试中。

实验室常用集成电路芯片功能验证软件平台的设计

采用VB编写上位机软件,利用FPGA芯片来做硬件控制器,设计出了一种基于FPGA和软件/硬件联动配置技术的集成电路芯片功能验证测试装置,实现对实验室常用集成电路芯片功能好坏测试并作出评估;该装置实现了同一插槽测试不同芯片和集成电路测试台上最多达二个芯片同时测试的功能;该装置已成功地用于包括TTL74138、IDT7206、DS26C31等多个实验室常用集成电路芯片的功能测试。

微型化身管动态应变存储测试系统设计

为了评定弹性材料的结构强度,以便在恶劣的工作环境下准确捕获被测材料弹性形变的数据,设计了基于直角应变花的身管动态应变存储测试系统。针对测试仪器组装复杂的问题,提出了系统微型化的设计思路,将信号调理、数据采集存储、无线传输等模块集成化由FPGA作为主控单元完成控制,并进行了身管动态应变测试实验,对所得数据进行计算和分析。经实验验证,该系统能够在高温高压高冲击环境下获取较好的动态应变数据,微型便携,可远程操控,实用性强。