一种冲击波超压无线式存储测试系统的研究

论文摘要

本文根据某研究所的冲击波超压测试项目需求,将存储测试技术与无线通信技术结合起来,设计和研发了一种具有无线设置和控制功能的存储式冲击波超压测试系统。本测试系统主要由以下几部分组成：传感器、电源管理电路、信号调理电路、信号的采集与存储电路、USB读数电路、无线通信设备和计算机等。其中信号的采集与存储电路是核心部分,应用FPGA来实现系统逻辑时序的控制和数据的存储,采用闪存做存储器使系统具有了测试完毕后掉电数据不丢失的特点；无线通信设备的运用使测试系统操作更方便,性能更可靠。本测试系统具有用无线ZigBee设备或USB来进行系统参数的设置,参数包括模拟信号放大倍数(2种)、采样频率(4种)、重触发方式(2种)、触发方式(4种)内触发电平等；用无线ZigBee设备控制系统状态如：上电、下电、触发；用爆炸起点记录装置记录下爆炸时刻的时间,使各个测点具有统一时基。另外本测试系统在直接测取冲击波超压压力一时间曲线的同时,也能够测取到两个在同一射线上的被测点之间的冲击波平均速度,并据此换算出两点间的平均冲击波超压峰值,进而来判定直接测得的冲击波超压值的合理性。本测试系统用激波管法进行了系统标定并做了实爆试验,获取了理想的静爆试验数据,验证了测试系统的有效性和可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.1.1 课题研究背景
• 1.1.2 课题研究意义
• 1.2 爆炸冲击波信号特点介绍
• 1.3 存储测试技术发展现状
• 1.4 无线ZigBee技术发展现状
• 1.5 FPGA发展现状及前景
• 1.6 本论文的主要工作内容及章节安排
• 第二章 测试系统的总体设计思路
• 2.1 系统的功能指标要求
• 2.2 系统的性能指标要求
• 2.3 测试系统总体设计
• 2.3.1 系统设计分析
• 2.3.2 系统组成
• 第三章 测试系统的硬件设计
• 3.1 传感器的选择
• 3.2 模拟模块电路设计
• 3.2.1 传感器供电电路
• 3.2.2 电源管理电路
• 3.2.3 模拟信号的滤波放大电路
• 3.3 数字模块电路设计
• 3.3.1 A/D转换电路设计
• 3.3.2 FPGA控制电路设计
• 3.3.3 Flash存储电路设计
• 3.3.4 无线通信模块电路设计
• 3.3.5 USB读数模块电路设计
• 第四章 测试系统的软件程序设计
• 4.1 FPGA控制程序设计
• 4.1.1 控制AD程序设计
• 4.1.2 闪存读写与擦除程序控制
• 4.2 USB读数软件设计
• 4.3 计算机软件设计
• 4.3.1 系统参数设置
• 4.3.2 数据读取与数据处理
• 第五章 测试系统动态标定
• 5.1 测试系统动态特性的测试方法
• 5.1.1 动态测试方法
• 5.1.2 准静态测试方法
• 5.2 测试系统动态标定
• 5.2.1 测试系统动态灵敏度的标定
• 5.2.3 测试系统动态误差的标定
• 5.2.4 测试系统动态特性分析
• 第六章 测试系统实爆试验
• 6.1 试验现场装置布置介绍
• 6.2 试验测试数据及分析
• 6.2.1 通过测速换算平均理论超压值
• 6.2.2 压力—时间曲线分析
• 第七章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文及研究成果
• 致谢