一种基于数字测压模块的风洞测压系统技术方案

本申请涉及风洞测压技术领域，公开了一种基于数字测压模块的风洞测压系统，包括：数据采集服务器、上位机和数字测压模块；数据采集服务器用于向上位机发送指令，并将上位机上传的测压数据进行汇总和存储；上位机用于接收和反馈数据采集服务器的指令，对多个数字测压模块进行控制和通信，并将测压数据上传至数据采集服务器；数字测压模块包括多个压力传感器、信号调理通道、A/D转换单元和主控单元；信号调理通道用于对压力传感器的输出信号进行调理、程控放大和滤波处理；A/D转换单元用于对信号进行转换和数字滤波；主控单元用于对数据进行处理和校准后，得到测压数据。这样不但成本低，容易快速组网，而且提高了系统的稳定性及可靠性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字测压模块的风洞测压系统


[0001]本专利技术涉及风洞测压
，特别是涉及一种基于数字测压模块的风洞测压系统。

技术介绍

[0002]气动压力传感器广泛应用于军事和国民经济各个领域，涉及航空航天、铁路、汽车、船舶、机床、管道等众多行业。在航空航天领域，随着飞行器技战指标不断提升，其气动外形更加复杂、结构设计裕度更小，气动载荷分布对飞行器性能、操稳特性及结构强度有很大的影响。
[0003]风洞试验是预测飞行器气动性能、获取飞行器设计所需关键气动数据的最主要手段。风洞测控系统的3个核心是测压系统、测力系统和控制系统。其中，风洞气动压力测量试验是飞行器研制中必不可少的一部份，对模型表面压力分布测量可以获取模型表面压力分布、气流在模型上的分离特性以及作用在模型上的升力、压差阻力和压力中心位置等数据，是优化飞行器气动性能、进行结构强度校核、验证数值计算结果的直接依据。
[0004]虽然风洞测控系统不断寻求发展，大量先进仪器设备、前沿测试技术在风洞试验中得到广泛应用，但是核心测压系统完全依赖进口，不能很好的满足国内风洞测压试验的一些要求，存在风洞核心测控技术“卡脖子”的问题，存在关键技术被国外垄断的现状，故需对风洞测压系统进行专门研究。
[0005]目前压力测量呈现出缺少系统的测量模式、测量环境特定、单台设备通道少或组网复杂、没有细分市场的专用设备、配套软件功能死板等特点。随着压力测量的需要，需要的不仅仅包括压力测量，还包括测量与监控，对压力测量自动化、智能化的要求越来越高，同时还需要对压力数据进行进一步的分析，人们更习惯使用便捷，且功能强大的压力测量系统，而不是自己选购压力传感器然后再搭建测量系统，这样费时又费力，而且很可能出现很多错误。一个能够集测量、信息采集、信号处理和通讯能力与一体的测量系统是生产实践发展中所迫切需求的。而在国内使用的风洞测压系统架构主要是IO方式点对点系统架构，这样点对点直连的方式，稳定性差，一旦采集服务器损坏，对测压数据的采集和计算结果会有很大影响。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于数字测压模块的风洞测压系统，不但成本低，容易快速组网，而且增强了抗干扰能力，提高了系统的稳定性及可靠性。其具体方案如下：一种基于数字测压模块的风洞测压系统，包括：数据采集服务器、上位机和数字测压模块；所述数据采集服务器，用于向所述上位机发送指令，并将所述上位机上传的测压数据进行汇总和存储；
所述上位机，用于接收和反馈所述数据采集服务器的指令，对多个所述数字测压模块进行控制和通信，并将所述数字测压模块发送的测压数据上传至所述数据采集服务器；所述数字测压模块包括多个压力传感器、信号调理通道、A/D转换单元和主控单元；其中，所述压力传感器，用于采集气动压力信息；所述信号调理通道，用于对所述压力传感器的输出信号进行调理、程控放大和滤波处理，并将处理后的信号调理到所述A/D转换单元需要的电平；所述A/D转换单元，用于对接收到的信号进行转换和数字滤波，并将得到的数据传送至所述主控单元；所述主控单元，用于对接收的数据进行处理和校准后，得到测压数据并发送至所述上位机。
[0007]优选地，在本专利技术实施例提供的上述风洞测压系统中，所述数据采集服务器通过以太网总线与多个所述上位机相连。
[0008]优选地，在本专利技术实施例提供的上述风洞测压系统中，所述数据采集服务器与所述上位机之间通过TCP和UDP协议进行数据的传输。
[0009]优选地，在本专利技术实施例提供的上述风洞测压系统中，所述上位机通过RS485总线与多个所述数字测压模块相连。
[0010]优选地，在本专利技术实施例提供的上述风洞测压系统中，所述上位机与所述数字测压模块之间通过实时现场总线协议进行数据的传输。
[0011]优选地，在本专利技术实施例提供的上述风洞测压系统中，各所述数字测压模块均为8通道测压模块。
[0012]优选地，在本专利技术实施例提供的上述风洞测压系统中，各所述数字测压模块直接置于风洞试验现场的型号模型内部。
[0013]优选地，在本专利技术实施例提供的上述风洞测压系统中，所述数据采集服务器，还用于读取所述上位机与所述数据采集服务器之间、所述上位机与所述数字测压模块之间以及各所述数字测压模块之间的联网状态，若均已联网，则设置所有参数并检查系统是否试验准备就绪；若是，则向所述上位机发送指令。
[0014]优选地，在本专利技术实施例提供的上述风洞测压系统中，在所述上位机上传的测压数据时，数据帧的尾部添加有校验码。
[0015]优选地，在本专利技术实施例提供的上述风洞测压系统中，所述上位机是按照串行通信的方式轮流呼叫各所述数字测压模块进行通信；所述数据采集服务器是按照串行通信的方式轮流呼叫各所述上位机进行通信。
[0016]从上述技术方案可以看出，本专利技术所提供的一种基于数字测压模块的风洞测压系统，包括：数据采集服务器、上位机和数字测压模块；数据采集服务器，用于向上位机发送指令，并将上位机上传的测压数据进行汇总和存储；上位机，用于接收和反馈数据采集服务器的指令，对多个数字测压模块进行控制和通信，并将数字测压模块发送的测压数据上传至数据采集服务器；数字测压模块包括多个压力传感器、信号调理通道、A/D转换单元和主控单元；其中，压力传感器，用于采集气动压力信息；信号调理通道，用于对压力传感器的输出
信号进行调理、程控放大和滤波处理，并将处理后的信号调理到A/D转换单元需要的电平；A/D转换单元，用于对接收到的信号进行转换和数字滤波，并将得到的数据传送至主控单元；主控单元，用于对接收的数据进行处理和校准后，得到测压数据并发送至上位机。
[0017]本专利技术提供的上述风洞测压系统，将压力传感器、信号调理通道、A/D转换单元和主控单元集成为一个数字压力模块，该模块与上位机进行通讯，上位机与数据采集服务器进行通讯，这样的融合式系统架构，可以通过传感器进行多对一的数据采集，将测压数据以数字信号进行传输，不但成本低，容易快速组网，数据采集效率高，而且不容易受到各种干扰，增强了抗干扰能力，提高了系统的稳定性及可靠性。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例提供的风洞测压系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的风洞测压系统的框架图；图3为本专利技术实施例提供的RS485总线拓扑结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的风洞测压系统的数据采集和传输的流程图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字测压模块的风洞测压系统，其特征在于，包括：数据采集服务器、上位机和数字测压模块；所述数据采集服务器，用于向所述上位机发送指令，并将所述上位机上传的测压数据进行汇总和存储；所述上位机，用于接收和反馈所述数据采集服务器的指令，对多个所述数字测压模块进行控制和通信，并将所述数字测压模块发送的测压数据上传至所述数据采集服务器；所述数字测压模块包括多个压力传感器、信号调理通道、A/D转换单元和主控单元；其中，所述压力传感器，用于采集气动压力信息；所述信号调理通道，用于对所述压力传感器的输出信号进行调理、程控放大和滤波处理，并将处理后的信号调理到所述A/D转换单元需要的电平；所述A/D转换单元，用于对接收到的信号进行转换和数字滤波，并将得到的数据传送至所述主控单元；所述主控单元，用于对接收的数据进行处理和校准后，得到测压数据并发送至所述上位机。2.根据权利要求1所述的风洞测压系统，其特征在于，所述数据采集服务器通过以太网总线与多个所述上位机相连。3.根据权利要求2所述的风洞测压系统，其特征在于，所述数据采集服务器与所述上位机之间通过TCP和UDP协议进行数据的传输。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：梁磊，徐开明，魏春华，张林，姜裕标，刘忠华，贾英杰，高大鹏，吴志刚，尹熹伟，杨升科，廖先辉，蒋海林，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：