舰用动爆振动记录装置的设计与应用

为了分析爆炸冲击对舰船结构的毁伤问题,利用抗恶劣环境的存储测试技术,设计了一种用于记录战舰结构振动加速度的装置。该记录装置由测点的采集存储探测头、以光纤传输采集数据的远端存储备份单元和主控制单元组成。通过现场试验,系统成功地记录了冲击振动加速度信号,测试结果对舰船结构抗毁伤设计具有重要参考价值。     

基于磁通门的爆炸场瞬态磁场测量方法研究

针对爆炸场中的电磁场测量需求,研究一种基于磁通门的瞬态磁场测量方法。将磁通门传感器与采集存储电路集成为微型的测试节点,通过多节点的测试网络以实现对电磁场分布的测量。测试节点以FPGA为控制核心,具有工作参数可编程功能。利用亥姆霍兹线圈标定了测试节点的静态特性,并在爆炸场进行了电磁场测量试验,结果表明该测量方法可适用于爆炸场中的电磁场测量。     

引信高频脉冲编码信号测试装置优化

针对频率高、速度快、有限空间等恶劣环境,目前还不能精确测得引信系统输出高频脉冲编码信号的问题,提出了一种基于高速数据采集存储技术的高频脉冲编码信号采集存储测试装置。该装置通过阻抗匹配设计解决了消顶现象,对高速ADC综合选型,提高了采样精度,并且解决了时钟抖动引起的低信噪比问题。以FPGA作为主控制器,采用FPGA+SSRAM+Flash架构,将采到的数据缓存到SSRAM中,采集完成后再转存入Flash避免了存储过程中丢点情况。考虑到电磁干扰,对匹配网络进行了仿真。仿真试验结果表明,测试装置采样速度可达500 MHz,采样精度为12 bit,且能稳定采集,信号完整性良好,满足测试装置对脉冲信号的采集存储要求,具有一定的使用价值。     

数字量存储测试装置设计

随着火箭橇试验测试领域的拓宽,带来了时序信号、弹翼展开信号、作动筒信号、舵张信号、时间序列等一系列数字量信号的测试难题。针对以上测试需求,提出了以时序控制电路和存储电路为核心的数字量存储测试装置设计思路,并就该装置的硬件设计、软件设计及设计验证进行了全面的分析。     

基于AD976的橇载记录仪设计与实现

针对火箭橇试验特殊工作环境制约以及应变、温度、振动和过载等测试需求,设计并实现了一种基于AD976的橇载记录仪。以CPLD为核心控制,根据AD976、ADG508和FT245控制时序以及采集、读数信号控制进行了时序电路设计,并对信号采集存储过程进行了仿真分析,完成了该装置的设计与实现。     

冲击波超压测试系统的时基高精度同步

针对存储式冲击波超压测试系统时基不能高精度同步的问题，提出一种光纤触发与高精度算法结合的处理方法。利用光纤对不同装置同时发出触发信号，实现多个装置的同步触发；计数频率远大于测试装置的采样频率，对触发时刻和触发后第一个采样时刻之间的时间间隔进行计数；对相邻两个采样点之间进行插值处理，根据计数值N确定测试数据在时间轴上的位置，实现时基的高精度同步。该方法可使得测试系统在12 m布场距离处触发响应时间小于150 ns,测试系统的时间误差为30 ns,测试装置之间的同步误差为20 ns。该方法提高了测试系统的测量精度，可为冲击波传播规律的研究提供依据。     

子母弹抛撒过程的存储遥测方法

针对子母弹抛撒特殊的爆炸环境和普通的测试系统安装布线难和无法及时获取数据等问题,提出了存储遥测方法。存储遥测装置由存储测试单元和无线传输单元组成,先存储数据后无线传输,可以完成子弹的角度、角速度、加速度等抛撒参数的实时采集存储与无线传输。实验表明:该方法在抛撒实验时可以很好地完成了数据存储和无线传输的功能,抗干扰能力强,误码率低,可以实时监测和控制测试装置。     

大当量爆炸场破片速度测试系统中声光触发设计

针对大当量爆炸场试验中采用通断靶触发引起的操作繁琐、安全性差的问题,在对静爆试验中声、光信号的特征进行研究的基础上,设计了声光触发系统,为测试系统提供稳定、可靠的触发信号。声触发需要结合系统布设参数来设置相关的采集参数,以确保采集数据的完整性;对于光触发系统,由于有用信号的光谱与日光光谱部分重叠,造成二者无法完全分离,所以设计信号预处理装置及合理布设对整个系统的可靠性起到至关重要的作用。试验结果表明:TNT当量≥2kg时,声光触发系统布设在距爆心20m处,均可为测试系统提供稳定、可靠的触发信号。     

基于无线传感器网络的冲击波场测量系统设计

引入无线传感器网络技术,提出了爆炸冲击波测试的新方法,完成了无线传感器网络测试节点的硬件设计和关键技术以及远端主机系统设计。经外场试验表明:该测量系统节点安装方便、安全可靠,数据传输速率高,测试精度高,可实时完成超压信号的采集、传送、测量曲线绘制和威力评估。     

微型脉冲供电式倒置接电开关可靠性试验装置

针对放入式电子测压器中的微型脉冲供电式倒置接电开关对动态存储测试系统无法正常上电的问题,设计了倒置接电开关的可靠性试验装置。该装置由小功率调速电机带动多个倒置接电开关旋转。测试电路包括两套子系统,分别由单片机和CPLD进行采集,之后存储在外部闪存内,再传输到计算机进行分析处理。实际测试表明:该装置电路模块在高温、常温和低温任意一个需要测试的环境中满足倒置接电开关各信号不同的采样频率,测试信号的参数与理论相符。试验装置可以连续工作17h,经过近千次的倒置试验,根据测试信号参数验证倒置接电开关的低功耗和可靠性。     

运载火箭多路测试信息采集处理系统的设计与实现

在分析总结运载火箭控制系统测试信号的基础上,给出了计算机采集处理系统的总体设计方案,阐述了系统实现原理和系统功能,对系统实现的主要技术问题进行了讨论.所论述的系统实现了动态多路测试信号的大容量、长时间采集存储和实时显示处理,有良好的工程应用前景.     

弹丸出炮口时间测试方法研究

为了用实验测试方法准确得到弹丸出炮口时间参数,以小口径火炮为实验对象,采用高速摄影法、靶丝通断法、光电法和后坐位移法等4种方法,开展弹丸出炮口时刻的时间参数测试方法研究。用4种方法同时测试同一弹丸出炮口时间,用同一台数据采集系统采集4种信号,以高速摄影法得到的时间曲线为时间基准,将4种时间信号统一到相同时间坐标中。高速摄影法测试最直接、数据最可靠。通断靶丝是被高速燃气流吹断的,而不是被弹头碰断的。先于弹丸泄露的火药气体使光电传感器提前触发。     

基于并行ARM 的弹载多通道高速测试系统

为了解决弹载环境下多通道数据实时采集存储以及时序准确控制的问题,采用并行ARM 设计,构建弹 载多通道高速测试系统。根据弹丸飞行特性和高速采样要求,采用模块化设计,分别对电源管理、存储控制和高速 存储进行算法设计,通过霍普金森杆和飞行试验验证了系统时序管理和高速采集存储的正确性。试验结果表明：该 测试系统能够在工作时序范围内完成多通道数据的实时采集和存储,满足可靠性和稳定性的要求。     

基于逆向运算法的海量大数据安全存储方法

为解决传统大数据安全存储方法存在的加解密时间长与存储速率低的问题,提出一种基于逆向运算法的 海量大数据安全存储方法。通过AES 算法中查询表模块、密匙扩展模块及加解密模块的功能设计实现大数据的加密 处理;设计一种用于存储加密数据的海量大数据分层存储模型,在加密数据的读取中,通过逆向运算法恢复数据, 实现海量大数据的安全存储;搭建Hadoop 集群测试环境测试设计方法的加密性能与存储性能。测试结果表明：该方 法的加密与解密时间均低于20 s,影像数据存储速度高于580 MB/s,语音数据存储速度高于916 MB/s,能有效缩短 大数据存储的加解密时间,提高多类资源的存储速度。     

石英挠性加速度计性能分析平台的构建

通过对某型加速度计测试系统现状的分析,设计了基于GPIB总线技术的加速度计测试系统,根据测试原理确定了数据采集系统的组成,根据加速度计的输出与其静态模型方程系数的关系,构建了加速度计性能分析平台,论述了测试数据的采集与处理方法、并利用Access数据库实现了数据的存储与调用。最后,利用MATLAB工具,建立了加速度计性能参数模型,并做出了相应的预测与差值估计。     

舱室内爆炸压力载荷测试方法研究

针对装药在密闭或准密闭舰船舱室内的爆炸实验,研究首次反射冲击波和准静态压力两种毁伤压力载荷测试方法。分析了舱室内装药爆炸形成的首次反射冲击波和准静态压力两种载荷的频率与幅值特性,阐明了采用不同频响传感器分别进行测量的必要性和合理性;提出了采用高频压电传感器测量首次反射冲击波和低频压阻传感器测量准静态压力的传感器选型方法;给出了专用工艺工装设计以及传感器布设方法,其中尼龙套筒工装可有效起到绝缘和衰减应力波的作用,其内腔传压管设计可有效消除爆炸产生的高频信号和光、热信号对压阻传感器的干扰,从而保证了测试精度。进行了模拟舱室内的装药爆炸实验,所得测试数据与经典公式计算结果一致性良好。研究结果表明：所提出的舱室内爆炸毁伤压力载荷并行测试方法以及工艺工装设计合理可行,能够在获取足够精度的反射冲击波数据基础上更加精确地获取准静态压力峰值及衰减规律;为了准确获取舱室内爆炸压力载荷数据,在合理预估待测信号幅值范围前提下,首次反射冲击波测试采样率应为兆赫兹量级,准静态压力测试采样率应为千赫兹量级;为了防止干扰信号对测试的影响,应采用尼龙套筒工装并采用过盈配合的安装方法。     

弹丸战斗部空爆回声传播时间计算及其在引信自毁时间靶场测试中的应用

时间引信工作时间和自毁型引信自毁时间靶场射击试验时的空爆光信号测试受天气条件制约较大 ,为此有必要研究空爆回声测试方法。根据炮兵标准气象条件和标准大气关于大气温度沿高度的分布假设 ,以及声速与温度之间的关系 ,通过积分给出了弹丸战斗部空爆回声传播时间的计算公式 ,以此为根据结合外弹道学基本方程即可给出弹丸空爆回声与引信工作时间或自毁时间的对应关系 ,用于引信工作时间或自毁时间测试。与试验结果对比表明 ,所得出的公式是正确的 ,可用于引信技术实践。     

TNT爆炸电磁辐射信号测量及分析

为了提高爆炸场电子设备抗电磁干扰能力,对炸药爆炸产生的电磁辐射特性进行研究,设计一套基于超宽带无源全向天线和短波无源全向天线的电磁辐射测量装置,设置8个测试点进行60 kg TNT爆炸产生的电磁辐射测量实验和数据分析。结果表明,炸药爆炸产生的电磁辐射可持续至爆炸后600 ms,爆炸产生的电磁辐射信号最强烈的时段为爆炸后80~110 ms,爆炸产生的电磁辐射信号频率主要集中在100 MHz以下,其中50 MHz以下的低频段能量分布最为明显,爆心距离对电磁信号的频谱分布有明显影响,不同方向的电磁辐射频率分布不一致。爆炸产生的电磁辐射强度范围主要在64.33~348.25 V·m^-1,电磁辐射强度随爆心距离增大而递减,且递减幅度较大,不同方向的测试点测得的电磁辐射强度也有一定差距,相差范围在11.1%~17.7%。