基于光触发的电子测压器研究

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1、中北大学学位论文基于光触发的电子测压器研究摘要火炮膛内动态压力是火炮在研发、设计和验收时测试的重要参数之一。各个国家都在积极研究膛压测试的方法，但是就目前来说，大多数测试方法仅能测得膛内某一点的压力。这对于研究火炮膛内压力分布，进而改造火炮结构设计与优化装药结构，预测外弹道参数等是不够的。所以有必要进行膛内多点压力的测试，然而一次试验时放置多个仪器的同步触发难题是必须要解决的。针对同步触发的难题，通过分析火炮发射的瞬态过程，在先前研制的壳体电容式电子测压器的基础之上，提出了用火药燃烧的光信号作为仪器触发的信号源的想法，本文便是针对此思想进行了研究。具体的研究如下：（1）分

2、析了火炮的发射过程，提出了用光信号作为仪器触发源的想法，并对整体结构进行了设计与验证。（2）针对光的传播介质—光窗，进行了详细的结构设计，并运用ANSYS对其强度进行了分析，同时又对光窗与金属的封接技术进行了介绍。最后针对开设光窗后对壳体整体的电磁屏蔽效果的影响进行了分析，之后又提出来解决此问题的方法。（3）针对该仪器进行了详细的硬件电路的设计，主要有：光电触发电路的设计；瞬变小电容测量电路的设计；时序控制电路设计以及红外通信电路的设计。最后提出用超级电容代替测压器中传统锂电池的想法，用实验验证其相关性能。（4）设计了系统主控单元的程序，并用图形化编程语言LabVIEW完

3、成了上位机软件的编写，新的上位机软件功能更加强大，界面更加友好。最后针对基于外部光信号触发的系统电路进行调试，并对所采集的数据进行分析。关键词：测压器，光触发，光窗，ANSYS仿真，LabVIEW中北大学学位论文ResearchonelectronicmanometerbasedonlighttriggerAbstractThedynamicchamberpressureisoneoftheimportantparametersinthedevelopment,designandacceptanceofartillery.Everycountryisactivelystu

4、dyingthemeasuringmethodofchamberpressure.Sofar,mostofthemethodscanmeasureonlyapointofthechamberpressure,anditisnotenoughforstudyingthedistributionofchamberpressure,thustransformingdesignofartillerystructure,forecastsofballisticparameters.Soweneedtoconductmultipointpressuretest,buttheprobl

5、emofsynchronizationtriggerwhenplacemultipleinstrumentsinatestshouldbesolvedfirst.Aimedattheproblemofsynchronizationtrigger,afteranalyzingthetransientprocessofartilleryfire,weputforwardtheideathatwecanusethelightsignalfromthepowderburningassignalsourceofinstrumenttrigger.Thisideaisbasedont

6、heshellcapacitiveelectronicmanometerdesignedbefore.Thepaperstudiesthisideaandthedetailsare:(1).Afteranalyzingtheprocessofartilleryfiring,weproposetheideaofusinglightsignalasthesignalsourceofinstrumenttrigger,thendesignandvalidatetheoverallstructure;(2).Forthemediumoflightpropagation-optic

7、alwindow,wedesigneditsstructureofdetailedandanalyzeditsintensitythroughthesoftwareANSYS.Atthesametime,weintroducethetechnologytosealingtheopticalwindowandmetal.Thelast,weproposedsolutionstothisproblemafteranalyzingtheeffectofshellelectromagneticshieldingwhenopeningt