一种冲击波毁伤数据采集器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种冲击波毁伤数据采集器,适用于弹药威力试验领域。包括压力传感器，所述压力传感器的输出端依次连接采集预处理模块、数据采集模块和数据存储与处理模块，采集预处理模块包括依次连接的信号调理电路和输入放大器，用于将压力传感器输出的信号转换为与采集预处理模块相适配的信号；数据采集模块包括ADC模块，数据存储与处理模块包括相互连接的存储器和单片机，时序控制模块连接数据采集模块和数据存储与处理模块。本实用新型专利技术采用自由场测压大大减少了地面反射所造成的误差，从而提高了测试的精确性；采用存储测试法将所有模块集成一体，构成可植入现场独立工作的微型系统，解决了引线电测法的固有弊端，安全系数高且易于防护。安全系数高且易于防护。安全系数高且易于防护。

【技术实现步骤摘要】
一种冲击波毁伤数据采集器


[0001]本技术涉及弹药威力试验领域，具体地说涉及一种冲击波毁伤数据采集器。

技术介绍

[0002]在弹药威力试验中，冲击波超压是重要考核指标。冲击波采集系统就是用于这类武器的冲击波超压测量，通过测量距爆心不同距离的冲击波超压值，冲击波的传播速度及衰减规律，作为评价武器系统杀伤力的有效手段。
[0003]目前，通过爆炸试验得到冲击波参数值是目前最准确的途径。爆炸冲击波的毁伤性主要取决于冲击波的超压峰值、比冲量和正压持续时间，这3个参数也是衡量弹药爆炸威力的重要指标，可以为新型武器的研制与开发及性能评估提供可靠的依据。
[0004]将自由场传感器架高在一定范围内，系统测量的是弹药爆炸的入射波超压峰值，与地面反射无关，因此测试相对标准差的误差最小；而其他测试方法会受到传感器附近地面平整度、地表软硬度等因素的影响，因而测试相对标准差的误差较大。另一方面，由于冲击波在自由场波阵面上的反射和绕射过程十分复杂，并且很难运用理论进行计算，同时国内外学者对自由场冲击波研究的较少。因此，对自由场冲击波测试的研究显得尤为重要且十分紧迫。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题是如何提供一种在自由场冲击波测试中准确、稳定采集数据的冲击波毁伤数据采集器。
[0006]为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：
[0007]一种冲击波毁伤数据采集器，包括压力传感器，所述压力传感器的输出端依次连接采集预处理模块、数据采集模块和数据存储与处理模块，所述采集预处理模块包括依次连接的信号调理电路和输入放大器，用于将压力传感器输出的信号转换为与采集预处理模块相适配的信号；所述数据采集模块包括ADC模块，所述数据存储与处理模块包括相互连接的存储器和单片机，还包括时序控制模块，所述时序控制模块连接数据采集模块和数据存储与处理模块。
[0008]进一步的，所述数据采集模块还包括加密模块，所述加密模块的输出端连接ADC模块的输入端。
[0009]进一步的，还包括上位机，所述上位机通过USB、无线通信接口或SD卡数据传输接口读取并处理存储器存储的数据。
[0010]进一步的，所述存储器包括Flash芯片。
[0011]进一步的，所述压力传感器包括ICP压电晶体压力传感器。
[0012]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本技术采用自由场测压大大减少了地面反射所造成的误差，从而提高了测试的精确性；采用存储测试法将所有模块集成一体，构成可植入现场独立工作的微型系统，解决了引线电测法的固有弊端，安全系数高且易
于防护。本技术采用FLASH芯片作为存储器，理论上可以进行上百次试验，满足大容量要求。本技术的平均故障间隔时间(MTBF)：≥500h，平均故障修复时间(MTTR)：≤30min，故障率低，故障修复时间短。
附图说明
[0013]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0014]图1是本技术的系统框图；
[0015]图2是本技术一个实施例的原理框图；
[0016]图3是本技术的信号调理电路原理图；
[0017]图4是本技术的存储器电路原理图；
[0018]图5为本技术的上位机系统软件功能结构图。
具体实施方式
[0019]下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0020]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0021]本技术公开了一种冲击波毁伤数据采集器，总体组成框图如图1所示，包括压力传感器，所述压力传感器的输出端依次连接采集预处理模块、数据采集模块和数据存储与处理模块，所述采集预处理模块包括依次连接的信号调理电路和输入放大器，用于将压力传感器输出的信号转换为与采集预处理模块相适配的信号；所述数据采集模块包括ADC模块，所述数据存储与处理模块包括相互连接的存储器和单片机，还包括时序控制模块，所述时序控制模块连接数据采集模块和数据存储与处理模块。其中数据采集模块还包括加密模块，所述加密模块的输出端连接ADC模块的输入端。还包括上位机，所述上位机通过USB、无线通信接口或SD卡数据传输接口读取并处理存储器存储的数据。在本技术的一个实施例中，压力传感器采用ICP压电晶体压力传感器，存储器采用FLAH。
[0022]在本技术的一个实施例中，信号调理电路如图3所示，采用了RC阻容滤波网络构成抗混叠滤波器，其时间常数为0.1ms，可以有效地滤除高频干扰信号，使后续模数转换中不会发生频率混叠。
[0023]在本技术的一个实施例中，如图2所示，FPGA控制器连接AD转换模块、存储器、单片机和接口单元，其中FPGA的型号为EP4CE30F23C8N，存储容量为1MB，读写速度可以达到10nS级别，当数据采集完成后，将由单片机统一传输到本系统中的存储器Flash芯片上，芯片型号为XTSD08GLGEAG
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IT。Flash芯片硬件电路如图3所示。
[0024]破片数据测试外场试验结束后，需要将存储于Flash里的数据传输给上位机，进行波形显示和信号处理。本技术采用标准USB
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A通信接口可以通过U盘导出数据，也可以通过VHF频段传输模块进行远程数据导出方式。
[0025]USBDM和USBDP为一对差分输入输出端口，与U盘相连接；单片机自动检测U盘，然后通过导出按键，自动将采集的数据导出到U盘。远程数据导出功能，通过上位机控制指令从VHF频段传输模块下发到采集数单片机上，单片机响应指令，然后通过特定协议传输到上位机处理器进行波形显示和信号处理。如系统初始化、采集模式，启动采集等。
[0026]如图2所示，电源管理模块连接各模块为各模块提供适配电源，本技术的电源采用13.8V的高密度容量锂电池，具有体质小，重量轻，方便野外测试。各组电压转换模块采用了高效率，宽输入电压，隔离式电源转换模块URB_LD
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20WR3，有效地阻断了模块间的频率传导干扰，大大提升了数据采集器的稳定性。
[0027]如图5所示为上位机系统软件功能结构图，冲击波场超压测试系统软件是根据各个组成部分之间的结构程序问题的处理而设计的。由上而下的各个部分之间既构成了一个软件的整体，又有着自己既定的工作。
[0028]首先要记录实验环境等相关信息，具体包括以下内容：实验的名称、时间、地点、参与的人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冲击波毁伤数据采集器，其特征在于，包括压力传感器，所述压力传感器的输出端依次连接采集预处理模块、数据采集模块和数据存储与处理模块，所述采集预处理模块包括依次连接的信号调理电路和输入放大器，用于将压力传感器输出的信号转换为与采集预处理模块相适配的信号；所述数据采集模块包括ADC模块，所述数据存储与处理模块包括相互连接的存储器和单片机，还包括时序控制模块，所述时序控制模块连接数据采集模块和数据存储与处理模块。2.根据权利要求1所述的一种冲击波毁伤数据采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕晓明，李文生，李良春，肖定军，高飞，牛正一，侯文琦，朱从民，刘柯，
申请(专利权)人：中国人民解放军三二一八一部队，
类型：新型
国别省市：