电子论文-电子测压蛋

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1、第1斯兵1=学报1l991年2月Af个^A}{、l^MEN、^l，Feh991电子测压蛋祖静张文栋(太原机嚏学院)摘要本文分绍了一种新型火炮膛压测试装置——电子铡压蛋的工作原理和结构设计特点，给出了电子测压蛋在实弹测试中所获得的截据及正灯出线，并将其与铜柱洲压器所测得果进行了分析对比。关键词铜柱测压器膛压测试1概述火炮膛压测试是检测火炮系统性能的重要手段，目前，国内外存臆压测试方面，大多采用铜柱【铜球)测压器，只获取膛内压力的最大值，而且精度难以保证，在使用中已暴露出许多缺点。针对铜柱及铜球测压器存在的问题和火炮膛压测试特点，我们研究开发了新一代的膛压测试装置——

2、“蛋”形电子测压器，即电子测压蛋。这种测压蛋具有与铜柱测压器相当的体积，能够在高温、高压环境下工作。但是，它采用的是电测原理，能够数字化，实时记录膛压曲线，使用简便，且具有较高的测压精度。传感器电荷放大器卜一1肿变换器触发电路时钟控制器存贮器]l匝亘—珂接口电路广面面．1_一擞型计算机图2．1电子耐压蛋工作原理方框图Fig．21BI,'ckdiagramoftheEleet~cnlccjushmGauge2电子测压蛋的工作原理如图2．1所示，被测压力首先由压电式压力传感器转换成电荷信号，送给电荷放大器转换成电压信号并放大。电荷放大器的输出一路送给ADC进行模数转换

3、，并在拧制器的控制下写入存贮器另一路送给触发电路，当信号达到触发电平时，该电路向控制·1988年1O月收到．1990年月定祷。第l斯电l了测压受∞器输出一个逻辑胁冲，指示膛压信号的到来。控制器按照事先设定记录膛压信号，并在采集过程结束后，使测压蛋处于低功耗信息保持状态。通过接口电路，计算机把蛋内数据读出，进行分析处理。电子测压蛋由蛋内电源供电，一旦接通电源，它即处于待触发状态，负延时记录方式使它能完整地记录膛压信号。通过蛋内超声电源控制器，外部超声源可以非接触地控制蛋内电路电源的接通与断开。5电子测压蛋结构设计中的几个问题3．1“蛋形结构电子测压蛋在炮膛内高温高压

4、环境下工作，为了使壳体产生较小变形，保证电路正常工作，除了选用高性能台金钢作壳体外，还选用了抗均布压力力学性能较好的蛋形结构，如图3．1。3．2传感嚣为了减小体积和保证密封，我们特制了一种微型膜片式压电压力传感器，安装力矩为30Nr1]，并在传感器与壳体之间留足够的间隙，保证高压下测压蛋壳体的变形不致于使传感器前端圆柱部承受压力。3．3有效的隔热和降温措施测压蛋中的电子元器件和电源均图31电子测压蛋结构示意图不能承受上千度的高温，因此，在测压Fig3．1Struc~reoftheElectⅢCrasherGauge蛋壳体内设置了隔热层，在其外部涂以不影响火药燃烧性

5、能的降温材料，保证在发射过程中有尽可能少的热量传入测压蛋内部。8．4微型化问题为使电子测压蛋具有与铜柱测压器相当的体积，我们采用了混台集成技术和特种制作工艺，使包括放大和数采系统的电路模块及电源缩微在直径20mm，长度24ram的圆柱体内，同时还在电源、选材以及测压蛋壳体和传感器设计方面采取有效措施。4电子测压蛋的标定41静态标定4．1．1传感器静标将测压蛋的传感器安装在油压标定机上，改变油压，测试其输出，据此求出传感器的静标灵敏度。4．{．2电路标定电路标定包括两个环节，第一步是和用频响分析仪给出测压蛋模拟电路的ldB带宽(一般为0．2Hz~47kHz)。第二步

6、是给测压蛋电路输入不同量值的标准电荷信号．计算机读出相应的记录值，由此得到电路灵敏度一电荷量／记录值。那么测压蛋的静标灵敏度=电路灵敏度／传感器静标灵敏度。．70县工学报991年2月4．2铺态标定电子测压蛋的动标是借助于一个特制的睦压模拟器，即动标装置，采用比对法进行的。该动标装置内装火药，能生压曲线幅值及形状极为相似的一陆线，侧壁装有一个标准传感器，后接一套高精度记录仅器。铡压蛋放入动标装置内腔，渊压孔与标准传感器的测压孔靠近，并加以周定。两者同时记录动标装置膛内火药气体压力将测压蛋和标准通道记录的数据都输入计算机，经过相关分析与逐点比对处理，给出两纽数据的相关

7、系数和测压蛋动标灵敏度。标定结果表明，电子测压蛋的静标灵敏度与动标灵敏度具有良好的一致性，其差值≤1j％。5电子测压蛋与现有膛压测试方法的对比(1)与铜桂或铜球测压器相比电子测压蛋具有下列优点，参阅表5．1和图5．1。①测压精度高，误差小于2．5嘶。②实时记录膛压曲线，性能价格比高。⑧直接与计算机接口，处理数据迅速简便。④重复使用性好，只需在使用数十次后更换电池，即可重复再用。表5．1电子寝I压蛋与铜柱测器数据对比(122mm榴弹炮)T,Lh．5lC。Ipi譬oⅡofmeasementdtttlEd∞C~sherGavAcoppercrustiergauge(on

8、aigzn