LABVIEW爆炸温度场存储测试装置设计+文献综述(3)
时间:2017-04-08 17:20 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
温压弹的三个不同的反应阶段确定了它的特性，可以根据不同的目标来调整它的特性，针对不同目标采取对症下药[21]。相对于传统高爆炸药，温压炸药具有密度小、爆压低、爆速小等特点。由温压弹的爆炸过程知其爆炸的作用范围特别广，能产生持续的高压冲击波，温压炸药的能量不是瞬态释放的，而是具有一个相对较长的释放过程，它的温度是时间的函数，测定温度随时间的变化规律，可以为炸药的设计提供必要的理论依据[22]。 2.3 爆炸场温度测试需面对的问题 爆炸温度场具有温度高，变化速度快同时产生高压冲击波的特点，炸药爆炸时同时会产生大量的电磁干扰，具有很高的破坏作用。在设计测试系统时需要主要需面对一下问题： (1)爆炸场温度变化快，爆温持续时间短，要求系统具有较高的采样频率同时较高的采样频率也对存储容量提出了较高的要求，爆温时间短决定了温度传感器要有较好的动态响应特性。 (2)炸药爆炸时产生的大量电磁干扰和工频干扰要求系统具有较高的抗干扰能力以实现较高的精度。 (3)炸药爆炸时产生的高温高压以及高温化学反应对系统外壳的设计提出了很高要求。 (4)爆炸场的强力破坏作用要求温度传感器具有较高的机械强度防止传感器面对高压、高冲击气流时的机械强度不够造成毁坏。 2.4 系统指标论证 根据查阅相关文献资料得知，该型弹的爆炸过程中最高温度可达2000℃以上，爆轰时间为微秒量级，爆炸产生的冲击波在5MPa上下。目前市场上标准热电偶测温范围一般为-271℃～1800℃，经查阅热电偶传感器相关资料发现目前最新型的热电偶测温上限可达2300℃左右，满量程测量精度为1%。因此将热电偶指标定为测温上限2300℃，抗冲击能力大于10MPa。现在已知的快速响应热电偶的响应时间最快在20us以下，由于受到使用环境和系统各方面设计的影响，响应时间一般达不到最佳响应状态，因此将系统的响应时间定为100us。 为提高温度测量的精度，选用12位的模数转换器来进行数据采集转换。由于温压炸药的整个爆炸过程持续时间为几百毫秒左右，爆轰时间us量级，因此设定采集时间2S，采样频率100KHz。由12位并行AD转换器可知，存储一个采样值需占用两个字节的空间，由设定的采样频率100KHZ，采集时间2S可得存储容量需400KB，选取两片256KB的片外存储器以满足需求。由热电偶输出的电压范围和模数转换器的最大量程可得到系统处理电路的放大倍数为120倍，根据热电偶的动态响应特性可知工作频带为0到10KHz。 采集数据导入上位机可以通过并行口、串行口及USB等设备接口。并口需要数据线过多，增加系统和外部连接复杂度及体积。USB接口增加硬件开支，对于数据量不大，传输速度要求不高的系统而言没必要采用。由于系统对数据的传输速度要求不高，传输距离不远。基于RS232协议的串行口是PC的标准接口，且其硬件简单、易于操作，本次设计拟采用RS232作为通讯接口。 由以上可得，根据目前课题的研究现状以及系统的测试需求，拟定了系统的主要技术指标如下所示: (1)热电偶:测量温度范围:0～2300 ℃;测温精度:1%;响应时间:100us;抗压能力大于10MPA; （2）模数转换器位数:12位; (3)系统采样频率:100kHz; (4)采样时间及容量:2s, 512KB ; (5)电路总的放大倍数及带宽:120倍，0 ～10KHz; (6）通信方式:RS232全双工串行通讯; 3 系统设计总体方案 (责任编辑：qin) |