多采样策略ASIC的设计与实现

针对储存测试系统微型化的瓶颈问题,设计了具有多采样策略的ASIC(application specific inte-grated circuit)。该芯片可以根据被测信号的变化规律在一次测试过程中设置多种采样频率,可以有效利用系统有限的储存空间,减少储存芯片的数量。多种采样频率的转换通过触发信号自动完成。采用此ASIC的测试系统不仅在体积微型化方面提供了有效的途径,还提高了ASIC的灵活性,使其具有更加广泛的应用空间。芯片进行了测试和验证,能够达到设计要求,可以进行实际应用。基于此ASIC的存储测试系统比现有存储测试系统体积减小40%～60%。     

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。     

弹载加速度数据记录仪抗高冲击设计

针对弹载加速度数据记录仪在侵彻环境下受到高冲击力易变形或损坏导致测试失败的问题,提出弹载加速度数据记录仪两级缓冲保护结构,一级为高强度钢的机械外壳防护,二级为薄壁金属管填充泡沫铝的缓冲装置。通过实体弹侵彻3层混凝土试验,弹载加速度记录仪能够可靠存储并回读实验数据,证明了在100 000 gn高冲击环境下记录仪的工作可靠性。     

基于SoC的智能可级联芯片设计

为解决存储测试系统的微体积和多种存储容量需求的问题,提出了一种基于片上系统(SoC)技术的智能可级联芯片通用结构.这种结构可外接多种传感器,允许芯片以级联方式扩充系统的存储容量,采用主-从控制方式,通过级联芯片间互相连接的2个引脚即可完成所有芯片内部存储器工作的自动控制和切换,不需外加控制芯片,外引线少,可靠性高.采用CMOS工艺进行设计实现工艺中的线宽是0.18μm,芯片内部包括12bit ADC,控制模块,512k×12bit存储单元和接口.经实验该芯片体积微小,性能稳定,使用灵活,已成功应用于压力、加速度等参数的测试.     

基于SoC的动态参数记录仪微型化研究

存储测试的主要特点是测试仪器置于被测对象内部或被测环境中实时地获取动态参数,为了减小测试仪器对被测对象的影响,需要减小测试仪器的体积,实现测试仪器的微型化.针对存储测试仪器的微型化需求,提出利用SoC系统集成、模块化结构等技术,将数字电路的ADC模块、控制模块、存储模块、接口模块等集成在专用SoC芯片中,同时,将测试电路分为模拟电路、SoC数字电路、电池等模块,立体封装在机械壳体里,设计并实现了微型化的动态参数记录仪.基于SoC的微型化动态参数记录仪体积约10 cm³,可以嵌入被测体内或者置入被测环境中,实时获取相关动态参数.试验表明,基于SoC的微型动态参数记录仪可以用于应变、侵彻加速度、火炮膛内压力等动态参数的测试.     

射孔器腔内压力测试系统的高频响应展宽研究

在射孔过程中射孔器腔内会产生二次压力脉冲,一次压力脉冲是一种对于腔内压力测试系统的抗冲击设计、频响设计以及传感器选择的重要参数;二次脉冲是石油企业工程分析的重要参数;为了在高温、高压、高冲击环境中测得一次脉冲,为射孔器腔内压力测试系统的设计提供重要依据,延长射孔器枪内压力测试系统的使用寿命和降低高昂的成本实现信号的完整采集,保证动态测试精度,从实际应用需求出发,给出了系统频响展宽的总体设计方案和测试信号的技术指标。     

具有负延迟的分区域数据存储方法

针对随机相似过程的测试中,采用连续采样模式存在大量冗余数据存储和系统存储容量不足的矛盾所导致有效数据无法完整存储的问题,提出了具有负延迟的分区域数据存储的方法。这种方法通过负延迟和存储器分区技术及方法实现了对触发前后的有效数据的存储和两个过程之间无效数据的不存储。对比与实验表明,对相同过程的测试,本方法与连续采样相比具有冗余数据少,存储容量利用率高的特点,为有效解决大量数据与存储器有限的矛盾提供了依据与方法。     

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(System on Chip)单片机、基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的SoPC(Systems on a Programmable Chip),SIP(System-in-package),ASIC(Application Specific Integrated Circuits)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.     

一种新型主动轮触发方法的技术研究

履带式车辆主动轮测试工况复杂且测试电路灌封于密闭壳体内,常规的触发方式无法实现触发。针对上述问题,本文提出了一种新型触发方式将信号传递到壳体内部。该触发方式在测试仪壳体内壁放置薄膜线圈,通过外部电磁铁通断电产生交变磁场,从而激励壳体内壁薄膜线圈产生感应电动势。利用Ansoft Maxwell软件,对交变磁信号在封闭壳体中传递的可行性进行了仿真研究,并通过实验进行了验证。仿真及实验结果表明,交变磁信号能够在封闭壳体中传递,实现主动轮内测试电路的触发。