基于无线传输的瞬态高温存储测试系统的设计

发布时间：2021-06-13 14:10

　　准确测量爆炸场的瞬态温度值,研究爆炸场的温度分布规律,能为炸药的爆炸威力考核和分析提供重要的依据,具有重要的意义。炸药爆炸时会产生高温、高压以及强冲击波,能对测试装置造成很大的破坏,普通的测试方法很难获得爆炸温度的有效数据。为了能更方便快捷的测得爆炸温度的数据,开展了基于无线传输的瞬态高温存储测试系统研究。根据炸药研制人员提出的系统指标以及功能要求,由爆炸温度场的特点制定了系统的总体设计方案,并根据总体方案设计了一种基于无线传输的瞬态高温存储测试系统。本系统主要由主控系统和测试系统两部分组成。测试系统主要由钨铼热电偶、CPLD和单片机控制模块、模拟调理电路、AD转换与存储电路、无线从控模块、电池以及外壳等组成。主控系统主要包括计算机和无线主控模块等。本文在系统总体方案的基础之上,主要进行了系统硬件电路的设计和调试工作,针对电路测试过程中出现的噪声大等问题进行了分析,并根据分析的结果对系统的硬件电路进行了改进,提高了系统的可靠性。系统调试完成后,对系统的时间常数、温度参数进行了标定,通过实验测定了系统无线收发模块的通信距离以及通信性能。通过对实验结果的分析,可以得出系统的各项参数能基本满... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 课题研究的国内外发展现状
        1.2.1 爆炸温度的测试技术研究现状
        1.2.2 存储测试技术研究现状
        1.2.3 各种短距无线传送技术研究现状
    1.3 本文的主要工作及章节安排
2 测试系统原理及性能
    2.1 概述
    2.2 爆炸反应机理
    2.3 爆温测试所面临的问题
    2.4 热电偶测温原理及分类
        2.4.1 热电偶测温原理
        2.4.2 热电偶的分类
    2.5 无线通信技术相关理论
        2.5.1 无线通信系统的组成
        2.5.2 无线通信系统性能指标
        2.5.3 无线信号的调制与解调
    2.6 系统性能论证
    2.7 本章小结
3 系统设计的总体方案
    3.1 概述
    3.2 存储测试系统的设计原则
    3.3 系统设计的总体方案
        3.3.1 结构设计
        3.3.2 存储测试系统电路方案
        3.3.3 电路状态的设计
    3.4 软件结构设计
    3.5 主要部件的选择
        3.5.1 CPLD 的选择
        3.5.2 单片机的选择
    3.6 本章小结
4 系统硬件电路的研制
    4.1 温度传感器的选择
    4.2 信号处理电路的设计
        4.2.1 放大电路的设计
        4.2.2 滤波电路的设计
    4.3 模数转换及存储模块的设计
        4.3.1 触发电路的设计
        4.3.2 模数转换模块的设计
    4.4 主控制模块
    4.5 单片机的外围电路的设计
        4.5.1 系统电源的设计
        4.5.2 存储电路设计
        4.5.3 时钟电路的设计
    4.6 USB 通信接口
        4.6.1 USB 接口电路的设计
        4.6.2 USB 程序设计
    4.7 热电偶冷端补偿设计
        4.7.1 冷端补偿方法
        4.7.2 冷端补偿电路的设计
    4.8 无线通信模块的设计
        4.8.1 射频电路的设计
        4.8.2 单片机控制电路的设计
    4.9 本章小结
5 系统软件的设计
    5.1 上位机软件
    5.2 存储测试系统软件
        5.2.1 单片机的主控制程序
        5.2.2 A/D 采样程序
        5.2.3 冷端温度补偿程序
    5.3 无线通信主控制程序的设计
    5.4 无线通信模块的程序设计
        5.4.1 nRF24L01 的数据包
        5.4.2 无线通信协议
        5.4.3 无线收发流程
    5.5 本章小结
6 系统的功能验证及试验
    6.1 PCB 板的制作
        6.1.1 模拟处理电路与数据采集存储的电路板
        6.1.2 从控模块的电路板
        6.1.3 主控模块电路板
        6.1.4 电路板的抗干扰设计
    6.2 系统的硬件和软件调试
        6.2.1 系统硬件调试
        6.2.2 系统软件的调试
    6.3 热电偶时间常数实验
    6.4 系统温度标定
    6.5 系统通信距离及传输速率测试
    6.6 本章小结
7 总结和展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文及参与课题情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]热电偶测温原理及应用[J]. 张明春,肖燕红.  攀枝花科技与信息. 2009(03)
[2]采用数字温度传感器进行热电偶冷端补偿的温度测量系统[J]. 付东旭,黄成军,郭灿新,江秀臣.  工业控制计算机. 2008(04)
[3]PIC单片机应用系统可靠性技术研究[J]. 陈国先.  山东交通学院学报. 2005(03)
[4]温压弹的原理与实践[J]. 李林.  现代军事. 2005(01)
[5]短距离无线通信在控制中的应用[J]. 张海滨,郑维智.  微计算机信息. 2004(11)
[6]短距离无线通信主要技术与应用[J]. 王英洲,方旭明.  数据通信. 2004(04)
[7]战场新宠——温压弹[J]. 郭美芳.  现代兵器. 2003(05)
[8]热电偶的冷端补偿方法[J]. 印勇.  自动化与仪表. 1997(06)

博士论文
[1]瞬态表面高温测量与动态校准技术研究[D]. 郝晓剑.中北大学 2005

硕士论文
[1]基于FLASH的四通道同步记录仪的设计与实现[D]. 郭建.中北大学 2010
[2]基于热电偶的爆炸温度场存储测试技术研究[D]. 李幸.南京理工大学 2009
[3]微型放入式电子测压器研究[D]. 张小琴.中北大学 2009
[4]冲击波场无线传感器节点的设计与实现[D]. 张哲.中北大学 2009
[5]内弹道存储测试系统的设计和仿真[D]. 喻晓蓉.南京理工大学 2008
[6]短距无线数据传输及接口技术[D]. 周思远.南京信息工程大学 2008
[7]温压炸药综合毁伤效应分析与评价[D]. 王连炬.南京理工大学 2007
[8]同时测速测压的存储式冲击波测试系统研究[D]. 王文廉.华北工学院 2004



本文编号：3227680