高频动态压力信号测试方法的研究与优化
发布时间：2021-08-28 00:40
在热容器内爆炸产生的高频动态压力是研究爆炸力学问题特别关注的现象,爆炸后瞬间在容器内建立高压、高温场,并伴随着热容器结构强烈的振动。此时容器内存在宽频带、宽动态范围的压力,其中低频静态压力可达到兆帕级,高频动态压力约千帕级,显然高频分量压力的动态范围远小于低频静态压力的动态范围,降低了高频动态压力的测量精度。另外在此环境下传感器会响应机械振动量和高温冲击量,从而引入噪声干扰。这就对高频动态压力传感器的性能、噪声抑制方法和信号采集精度提出了更高的要求。本文针对上述恶劣环境下测试高频动态压力引入的噪声提出一种传感器的铠装防护缓冲装置来抑制机械振动噪声,并采用涂抹硅脂的隔热法减小爆炸的热冲击对传感器输出的影响。针对高频动态压力信号动态范围过小而设计一种高精度模拟调理电路,提高高频压力信号的采集精度。首先,本文对容器内产生的高频动态压力的特性深入分析,介绍了高频动态压力传感器动态特性和频率特性等主要参数;分析在恶劣测试环境下的噪声产生机制并设计可以抑制噪声的防护缓冲装置;然后,从高频动态压力的特性和传感器的性能出发,设计高精度调理电路,主要包括ICP式高频动态压力传感器的高精度恒流源电路的设计...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地面反射冲击波压力测量示意图
图 1.3 自由场冲击波压力测量示意图反射压测量 1.4 所示，将火药放置在一个密封热容器内部，在热容器舱体侧壁选取若干螺纹安装孔，然后将高频动态压力传感器由外向内安装在热容器壁面的螺纹紧并加密封，同时保证传感器的敏感面与内壁面平齐，且正对爆心，尾线甩集设备上外文献研究表明，一些爆炸冲击波参数的测试，其结果和理论计算结果有时8]。其原因有二：一是测试环境的复杂性和测试技术精准度都会对计算结果造是常用的冲击波超压计算公式并不是理论推理出来的公式，而是基于大量的结出来的经验公式，并没有普遍适用性[30]。理工大学用引线电测的方法测试了温压弹爆炸冲击波在自由场中的传播特大量的试验数据来标定冲击波压力的计算公式。并以此公式来评估温压弹的而且在多次试验中发现，高频动态压力传感器在测量时会受到爆炸引起的机
（a）存储式测试系统照片 （b）某测试试验现场实测照片图 1.5 存储测试系统及试验现场照片国内外高频动态压力传感器的研究及现状对高频动态压力测量的重视源于军工、航空航天等领域的科技发展，为高感器技术研究提供了动力。主要采用溅射薄膜应变式传感器、压电式和压力传感器进行爆炸冲击波压力测量，航空航天和风洞空气动力学研究、水和水利水文测试以及医学检测方面的研究[34]。加速度传感器以压电晶体作为敏感元件，压电晶体不仅具有灵敏度高、线性能，而且适用环境能力强，使用寿命长和便于维护。压电式高频动态压其卓越的测量精度和稳定性的优点，在国际上有着广泛的应用[35]。电式高频动态压力传感器研究领域中的佼佼者当属美国 PCB 公司，cs 测量与测试部门是全球最大的传感器及配套产品生产商之一，其研发的
【参考文献】：
期刊论文
[1]高稳定度恒流源的研究与影响因素分析[J]. 党玉杰,董全林,孙茂多,杨娅姣. 电源技术. 2016(04)
[2]基于无线控制的爆炸场多参数存储测试系统[J]. 许其容,尤文斌,马铁华,李婉蓉. 电子器件. 2014(02)
[3]反舰导弹战斗部威力评估指标体系[J]. 侯博,张军,李鸿雁. 飞航导弹. 2014(03)
[4]冲击波测试中无线同步上电系统的设计[J]. 岳瑶,张瑜,刘双峰. 传感技术学报. 2013(07)
[5]舰用动爆冲击波记录系统的设计与应用[J]. 丁永红,尤文斌,马铁华. 爆炸与冲击. 2013(02)
[6]活性破片战斗部威力评价方法[J]. 余庆波,刘宗伟,金学科,王海福. 北京理工大学学报. 2012(07)
[7]金属橡胶减震器在轻型光电载荷隔震设计中的应用[J]. 李运动,孙树旺,王璐,吕进来. 电光与控制. 2012(06)
[8]基于ICP传感器的存储式冲击波超压测试系统[J]. 王代华,宋林丽,张志杰. 传感技术学报. 2012(04)
[9]弹药破片飞行速度实验研究[J]. 张玉令,罗兴柏,马光勇,姜欣明. 弹箭与制导学报. 2011(06)
[10]温压战斗部爆炸冲击波对地下目标毁伤建模[J]. 王琦,石全,王广彦,史宪铭. 火力与指挥控制. 2011(12)
博士论文
[1]捷联式航空重力测量数据滤波技术研究[D]. 赵磊.国防科学技术大学 2015
硕士论文
[1]压电加速度传感器前置变换电路的研究及设计[D]. 李照华.中北大学 2018
[2]冲击波超压智能测试系统的研究[D]. 胡皓南.中北大学 2013
[3]一种冲击波超压无线式存储测试系统的研究[D]. 胡宝奎.中北大学 2010
[4]高频动态压力传感器设计与应用[D]. 王冰.西安电子科技大学 2009
[5]微尺度装药燃烧特性研究[D]. 张天.南京理工大学 2007
[6]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
本文编号：3367429
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地面反射冲击波压力测量示意图
图 1.3 自由场冲击波压力测量示意图反射压测量 1.4 所示，将火药放置在一个密封热容器内部，在热容器舱体侧壁选取若干螺纹安装孔，然后将高频动态压力传感器由外向内安装在热容器壁面的螺纹紧并加密封，同时保证传感器的敏感面与内壁面平齐，且正对爆心，尾线甩集设备上外文献研究表明，一些爆炸冲击波参数的测试，其结果和理论计算结果有时8]。其原因有二：一是测试环境的复杂性和测试技术精准度都会对计算结果造是常用的冲击波超压计算公式并不是理论推理出来的公式，而是基于大量的结出来的经验公式，并没有普遍适用性[30]。理工大学用引线电测的方法测试了温压弹爆炸冲击波在自由场中的传播特大量的试验数据来标定冲击波压力的计算公式。并以此公式来评估温压弹的而且在多次试验中发现，高频动态压力传感器在测量时会受到爆炸引起的机
（a）存储式测试系统照片 （b）某测试试验现场实测照片图 1.5 存储测试系统及试验现场照片国内外高频动态压力传感器的研究及现状对高频动态压力测量的重视源于军工、航空航天等领域的科技发展，为高感器技术研究提供了动力。主要采用溅射薄膜应变式传感器、压电式和压力传感器进行爆炸冲击波压力测量，航空航天和风洞空气动力学研究、水和水利水文测试以及医学检测方面的研究[34]。加速度传感器以压电晶体作为敏感元件，压电晶体不仅具有灵敏度高、线性能，而且适用环境能力强，使用寿命长和便于维护。压电式高频动态压其卓越的测量精度和稳定性的优点，在国际上有着广泛的应用[35]。电式高频动态压力传感器研究领域中的佼佼者当属美国 PCB 公司，cs 测量与测试部门是全球最大的传感器及配套产品生产商之一，其研发的
【参考文献】：
期刊论文
[1]高稳定度恒流源的研究与影响因素分析[J]. 党玉杰,董全林,孙茂多,杨娅姣. 电源技术. 2016(04)
[2]基于无线控制的爆炸场多参数存储测试系统[J]. 许其容,尤文斌,马铁华,李婉蓉. 电子器件. 2014(02)
[3]反舰导弹战斗部威力评估指标体系[J]. 侯博,张军,李鸿雁. 飞航导弹. 2014(03)
[4]冲击波测试中无线同步上电系统的设计[J]. 岳瑶,张瑜,刘双峰. 传感技术学报. 2013(07)
[5]舰用动爆冲击波记录系统的设计与应用[J]. 丁永红,尤文斌,马铁华. 爆炸与冲击. 2013(02)
[6]活性破片战斗部威力评价方法[J]. 余庆波,刘宗伟,金学科,王海福. 北京理工大学学报. 2012(07)
[7]金属橡胶减震器在轻型光电载荷隔震设计中的应用[J]. 李运动,孙树旺,王璐,吕进来. 电光与控制. 2012(06)
[8]基于ICP传感器的存储式冲击波超压测试系统[J]. 王代华,宋林丽,张志杰. 传感技术学报. 2012(04)
[9]弹药破片飞行速度实验研究[J]. 张玉令,罗兴柏,马光勇,姜欣明. 弹箭与制导学报. 2011(06)
[10]温压战斗部爆炸冲击波对地下目标毁伤建模[J]. 王琦,石全,王广彦,史宪铭. 火力与指挥控制. 2011(12)
博士论文
[1]捷联式航空重力测量数据滤波技术研究[D]. 赵磊.国防科学技术大学 2015
硕士论文
[1]压电加速度传感器前置变换电路的研究及设计[D]. 李照华.中北大学 2018
[2]冲击波超压智能测试系统的研究[D]. 胡皓南.中北大学 2013
[3]一种冲击波超压无线式存储测试系统的研究[D]. 胡宝奎.中北大学 2010
[4]高频动态压力传感器设计与应用[D]. 王冰.西安电子科技大学 2009
[5]微尺度装药燃烧特性研究[D]. 张天.南京理工大学 2007
[6]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
本文编号：3367429
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