应变式火炮膛压测试仪的设计

针对现有放入压电式电子测压器所遇到的问题设计了一种基于电阻应变式的火炮膛压测试仪,介绍应变式测试仪的系统工作原理,设计出信号转换电路。该测试仪体积小、电池供电、功耗1氏、能承受0～600MPa的压力,无需外部引线,适合火炮膛压测试,为解决现有测压器价格昂贵,体积偏大的问题提供了可行的方案。     

光触发电子测压器的设计

针对现有采用内触发方式的壳体电容式电子测压器,装配过程中壳体电容易受干扰,从而造成误触发或不触发等问题;同时为了获取火炮膛内压力场信息,需要进行膛内多点压力测试,但用内触发方式时间机制难以统一,由此提出了基于爆炸场光信号外触发测压器的设计,通过改造测压器的端盖,设计可靠的光触发电路,利用爆炸场光信号作为采样触发信号,将处理过的与压力信号有关的电信号进行采集并存储到单片机flash中。经模拟实验,该光触发测压器能够准确触发,为解决现有测压器容易误触发,获取膛内多点压力等问题提供了可行的方案。     

微小型一体化电容式测压器的设计与实现

设计了一种高精度、低成本的微小型电容式测压器.该测压器利用壳体本身作为压力敏感元件,将压力信号的改变通过瞬变小电容转换电路转换为电容值的变化,利用差动式直流充电法将电容信号转换为单片机可以采样存储的电压信号.该电容式测压器具有功耗低、体积小、分辨率高、成本低的特点.详细阐述了微小型电容式测压器的基本原理和具体实现,并通过比较ANSYS软件仿真结果和实测数据证明其可行性.     

放入式电子测压器的校准技术研究

电子测压器是理想的火炮膛压测试仪器,用经过静态标定的测压器测得的火炮膛压峰值与铜柱测压器测得的峰值相比散布很大.究其原因可能是选用的压力传感器的带宽无法完全覆盖膛压信号的带宽,也可能是火炮发射时的恶劣环境改变了传感器的动态特性.针对上述问题,通过准δ函数校准法得出压力传感器的频响特性完全满足测量膛压的要求.设计了模拟膛压校准装置,能模拟火炮膛内高温高压环境,产生幅值在80 MPa~800 MPa,脉宽在10 ms~20 ms的压力信号.实弹测试数据表明,经过模拟应用环境校准后的测压器所测压力峰值分布稳定性好、置信度高.     

基于光纤的膛内多点压力同步测试

为了准确测量火炮发射时膛内不同位置的压力,在现有测压器和已取得的火炮膛内单点压力的基础上,结合新概念动态测试理论,提出了基于光纤的火炮膛内多点压力同步触发测试技术。论述了同步测试技术的原理和方案,分析了这种测试技术面临和要解决的难题。该方法可全面获取膛内不同点的压力数据,从而更全面完整地反映膛内压力场的分布规律,对于身管武器的原理探索、设计、定型、验收和性能改进具有十分重要的意义。     

MSP430单片机的电桥平衡自调节设计

在应变式火炮膛压测试仪中,直流不平衡电桥测量电路是测量火炮膛压信号的核心环节。由于电阻应变计阻值有一定的偏差,使得电桥在初始时达不到平衡,导致测试仪在没有应变时输出信号有为负值的可能性,致使测试仪所测得的数据无法以计算机数值校正方法实现。对于传统的机械电位器,手动调节的方法无法满足应变式火炮膛压测试仪封闭式、小体积的要求。本文设计的MSP430F2002单片机和MAX5402数字电位器所构成的电桥平衡自调节电路,具有结构简单、占用空间小、功耗低、可靠性高等特性,完全符合火炮膛压测试仪的要求。1电桥平衡自调节原理在火炮膛压测试仪中,考虑到测试仪壳体结构的限制以及低功耗的要求,采用的电桥为1/4直     

低功耗瞬态火炮膛压存储测试仪设计

火炮膛压的测定是检验火炮强度的重要技术指标.为准确地获得火炮膛压的变化规律,利用动态存储测试技术设计了瞬态火炮膛压存储测试仪.通过合理选择元器件、采用多种电源管理技术和时钟交换技术,在保证高精度的前提下有效降低了系统整体功耗,延长了工作时间,且提高了工作可靠性.使用高强度真空灌封工艺结合缓冲技术增强了测试仪的抗冲击能力.经模拟应用环境下的校准试验,该测试仪可测量高达600 MPa的压力,所获膛压曲线完整,误差满足国军标,为研究火炮内弹道提供了重要依据.     

微型电子测压器的高采样频率设计

为了满足多种火炮和弹箭内弹道压力参数测试的需要,研制了高采样频率的微型化电子测压器。为了提高系统的采样频率,通过用两片单片机交叉采样的思路来实现,使采样频率提高了2倍,达到了125kHz。从器件选择上和多层电路板的制作上对测压器进行了微型化设计。同时,根据国军标及试验勤任务的要求,在进行膛压测试前可能需要对弹药在低温和高温两种状态下进行48h以上的保温,因此,在微型化设计上要兼顾低功耗,为测压器在常、高、低三种温度状态下的正常工作提供可靠保证。     

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。     

微型电子测压器准动态校准的合理性

准动态校准已应用于微型电子测压器的校准中,为了证明其合理性,从膛压发生器模拟实测火炮膛压的可行性、标准系统的动态响应特性、前沿抽样的合理性、测压器输入输出为线性关系的合理性4方面内容进行了论证。另外,实测试验结果表明,准动态校准后的微型电子测压器的可靠性和测试精度均能满足测试要求,从而进一步验证了准动态校准的可行性和合理性。     

存储式高温压力计的设计

在石油开采过程中,要求用于油井参数测量的压力计能长期可靠工作在100℃以上的高温环境。基于此,文章给出了选用先进的高温电子元器件进行硬件设计,以将井下的压力、温度通过传感器采集后,由处理器对采集的温度、压力数据进行处理并存储到存储器,同时通过数据读取接口由PC读取、显示,从而实现对井下压力和温度的采集。该方法设计的压力计可以长期稳定地工作在150℃的高温环境。     

数字式、微型化、低功耗电容测微仪的研究

介绍一种新型电容测微仪.通过测头与测量电路的一体化设计,精缩了仪器体积;采用差动测头结构,减少了由于环境变化引起的测量误差;使用数字信号传输测量结果,增加了信号的传输距离,提高了抗干扰能力.给出了电容量和被测距离之间的非线性关系的直线拟合方法.研究结果表明:有效直径为3 mm的传感器测量范围为±80 μm,分辨力达到0.01 μm,时间稳定性达到0.01 μm/h.     

电容式测压器壳体电容可行性的验证

针对放入式电子测压器所遇到的问题设计了一种基于电容式传感器的压力测试系统,采用壳体本身作为压力敏感元件,实现压力传感器与壳体一体化,通过测量壳体本身的应变就可以实现压力的测试,既减小体积又降低成本;文中详细介绍了该测试系统的工作原理,而且考虑到机械加工及安装精度的影响,主要对壳体电容的结构进行计算分析,对测压器进行了动态校准,验证了该设计方案是可行的。     

基于LabVIEW 8.0测定纯液体蒸发焓的虚拟仪器

将常规的数字温度仪与压力计通过串行口和计算机连接,构建基于LabVIEW 8.0测定纯液体蒸发焓的虚拟仪器,实现实验数据的动态采集、实时显示、自动绘制p～T曲线并显示曲线方程、自动数据处理和写成结果报告等。应用结果表明:基于LabVIEW构建的测定纯液体蒸发焓的虚拟仪器,免除人工操作的繁琐和人为误差,测定乙醇和苯蒸发焓的相对误差分别为0.86%、-2.97%,提高了测量结果的准确度,且具有界面友好,操作简便和功能易扩展等诸多优点。     

气动锚杆钻机冲击频率测量仪的设计

针对气动锚杆钻机冲击频率不易测量的问题,提出了一种新型气动锚杆钻机冲击频率测量仪的设计方案。该测量仪采用压力传感器采集钻机冲击信号,采用电压比较器和单稳态触发器处理冲击信号并输入到单片机,由单片机计算出钻机冲击频率。实际应用表明,该测量仪可准确、方便地测量出钻机冲击频率。     

一种新型石油管道压力传感器的设计

提出一种新型带有无线数据传输功能的石油管道压力传感器。传感器采用十字梁结构设计,应变计全桥输出信号随管道内压力改变而变化。传感器通过无线传输的方式将监测数据传输到监测中心,对管道压力进行实时监测。通过应变计性能测试和系统标定,表明该传感器具有较好的灵敏度和线性度。     

一种集成式多参数硅微传感器

为了实现小体积多参数的测量,提出一种单片集成多功能传感器.该传感器包括压力、温度和湿度传感器.各部分分别基于半导体压阻效应、电阻迁移率变化、极板间电容变化为原理制作而成.该传感器采用n型(100)基底,利用体硅和面硅工艺加工而成.测量电阻通过离子注入B 形成扩散电阻.为减小各参数间的相互影响,压力传感器的测量电阻布置于[110]晶向,测温电阻沿[100]晶向布置.温度输出信号可以实现对传感器中压力输出时温度漂移的精确补偿.芯片大小为5mm× 5 mm.试验表明传感器具有良好的线性,小迟滞,较高的灵敏度.     

带式压力传感器的大型风力机气动测试研究

介绍了一种新型带式压力传感器的设计方法及其在大型风力机的空气动力学基础研究中的应用。该传感器由电源模块、压力测试节点、数据采集与传输模块组成。压力测试节点中敏感头的输出信号通过调理芯片,确保每个节点输出的模拟信号准确可靠;数据采集与传输模块采用高速单片机,用12位高精度AD进行数据采集,并通过适配器将数据发送给上位机。该传感器经过试验取得比较满意的结果。