基于光触发的微小型电容式测压系统研究

发布时间：2017-06-21 01:04

  本文关键词：基于光触发的微小型电容式测压系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：膛内气体压力蕴含了了枪炮、弹药的信息,通过有效获取膛压信息,能够更好地去改进武器弹药,使其更符合现代国防发展的需要。上一代测压器具有高精度的测试性能,但成本较高。为此通过研究,研制了变间隙电容传感的新一代膛压测试设备。目前火炮膛内压力场构建,缺乏多点压力实测数据,而开展多点实测需提供同步触发信号;光触发电容式测压器的研制,需要特殊光窗,使光信号能被内部光电器件接收;同时,电容式测压器的光窗,将带来电磁屏蔽与光窗防护问题。为此,本文做了如下工作:(1)对影响电容传感器工作与精度的因素进行了分析,其中还分析了边缘效应对电容影响的机制与减小该影响的方法。(2)分析了光触发的导光问题。光触发测压器开窗后需要电磁屏蔽,从而减小外界电磁场对包括光触发电路在内的测压器内部电路的影响。分析研究了多种电磁屏蔽材料,设计了拥有传光与电磁屏蔽的光窗结构,介绍了一种前置级多路导光装置。对无线充电技术进行了探索与分析。(3)调整测压器各模块电路的设计,对比三种信号调理电路的优缺点。为了适应测压器的智能发展需求,研发了新一代测压软件。(4)研制了试验样机,开展了模拟试验,获取了一定量测试数据;对测试数据进行了分析,明确目前测压器存在的温漂、基线漂移问题,提出了初步解决方案。
【关键词】：膛压 电容传感器 光触发 电磁屏蔽 光导
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ306;TP212
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景和意义10-12
• 1.2 膛压测试技术12-13
• 1.2.1 膛压测试环境12-13
• 1.2.2 膛压测试方法13
• 1.3 国内外研究现状13-14
• 1.4 本文的主要内容及安排14-16
• 2 电容式测压器的结构与传感器误差16-25
• 2.1 电容式传感器误差分析17-20
• 2.1.1 电容传感器的缺点17-19
• 2.1.2 影响电容传感器精度的因数19-20
• 2.2 测压器传感电容与安装误差分析20-24
• 2.2.1 测压器传感电容20-23
• 2.2.2 测压器可能的电容安装问题23-24
• 2.3 本章小结24-25
• 3.电容式测压器的电磁防护与导光25-39
• 3.1 电磁屏蔽材料分类25-28
• 3.1.1 铁磁材料25-26
• 3.1.2 金属良导体26
• 3.1.3 非晶型电磁屏蔽材料26
• 3.1.4 导电聚合物电磁屏蔽材料26-27
• 3.1.5 其它电磁屏蔽材料27-28
• 3.2 电磁场的屏蔽与透明屏蔽玻璃28-31
• 3.3 导光方式与材料31-35
• 3.3.1 导光管31-32
• 3.3.2 光导纤维32-34
• 3.3.3 导光材料的比较与选取34-35
• 3.4 导光前置级与一种抗污染光窗设计35-37
• 3.5 无线充电技术探讨37-38
• 3.6 本章小结38-39
• 4.测压器硬件软件设计与调试39-67
• 4.1 硬件电路设计39-52
• 4.1.1 微弱光信号检测电路的设计39-40
• 4.1.2 红外通讯模块设计40-41
• 4.1.3 瞬变微小电容测量采集电路设计41-48
• 4.1.4 模拟开关的选择48
• 4.1.5 恒流源的设计48-50
• 4.1.6 采集存储控制电路50-51
• 4.1.7 电源管理电路设计51
• 4.1.8 电池51-52
• 4.2 上位机软件的设计与各模块功能52-63
• 4.2.1 上位机软件的总体设计52-54
• 4.2.2 接口设计54-55
• 4.2.3 软件各模块具体实现55-57
• 4.2.4 软件各模块界面与功能介绍57-63
• 4.3 测压器的调试63-66
• 4.3.1 数字板的调试63-64
• 4.3.2 模拟板的调试64-65
• 4.3.3 测压器整体上电的调试65-66
• 4.4 本章小结66-67
• 5 实验结果分析67-84
• 5.1 实验结果70-75
• 5.1.1 第一批实验结果70-71
• 5.1.2 第二批实验结果71-75
• 5.2 实验结果分析75-83
• 5.2.1 温度的影响79-81
• 5.2.2 附加电容与边缘效应的影响81-82
• 5.2.3 高压下电容式测压器波形失真分析82-83
• 5.3 本章小结83-84
• 6 总结84-86
• 6.1 全文总结84
• 6.2 本论文的创新点84-85
• 6.3 下一步的工作85-86
• 参考文献86-90
• 攻读硕士学位期间所取得的研究成果90-91
• 致谢91-92

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