弹丸膛内运动存储测试装置的开发硬件部分(3)
3、通过硬件部分的设计，保证在弹丸运动过程中采集到的信号参数的准确性，从而有效的获取所需参数，有效的配合软件进行信号分析。
1.2 弹丸膛内运动参数测试的国内外研究现状
1.3 存储测试的国内外现状
当今武器系统对测试精度的要求越来越高，在测试现场进行测试时如果直接使用数据线将测试信号连接到仪器上，在测量动态信号时会出现数据线之间相互缠绕难以安装等情况，因而对于组建系统相对困难。若在不影响被测信号的前提下将测试仪器及相应的存储设备放置在被测对象内部，跟随被测对象一起运动并且实时采集信号进行记录与存储，测试完成后回收该系统并读取数据，为解决以上的困难，存储测试技术应运而生。该技术是能够在特殊环境条件下完成运动物体参数测试的现代化测试有效手段，并且具有广泛的应用前景。
国外对于存储测试技术的研究是从20世纪70年代末期开始的，而国内在1983年首次提出研究数据的存储测试方法，在80～90年代成功的制作出了存储测试系统。
2002年，江小华、李豪杰和张河采用以数据采集微控制芯片AD~tC812为核心的测试系统，该芯片是ADI生产的一款性能优越的微控制器，其为全集成的12位的数据采集系统。在单个芯片内部包含了高性能的带自准功能的8通道的高精度12位的ADC，两个12位的DAC以及8位的与8051兼容的MCU。其测试系统由信号采集传感器模块、信号调理模块、微控制器、数据存储器SRAM和EEPROM以及串行接口组成。测试过程中使用SRAM存放测试数据，测试完成后将数据压缩并存储到串行EEPROM中的测试数据存储方案[6]。
2011年，冯若晔设计了以LPC2148为主控芯片的新型电路系统，ARM7TDMI-S 核为通用的 32 位 microprocessor 内核，采用冯诺依曼结构，具有性能好，功耗低等特点，并且该芯片使用了取指——译码——执行的三级流水线技术。该设计利用Kistler6215BA 型压电晶体压力传感器来获取压力信号并设计了相应的信号预处理电路并使用LPC2148的内部AD进行对数据的采集与存储，电源管理模块则选用了LP5996 作为电源管理芯片。并且该设计可以通过 ADS1.2的 开发环境进行在线调试[3]。
2014年，张瑜和祖静等人针对弹底压力的测试需求，采用存储测试技术设计了弹底压力测试仪，该测试仪自带电源，测试时安装在弹丸底部，随弹丸一起发射，测试完成后回收并读取测试数据。该设计对电路模块进行了微型化、低功耗、电池的可靠性及测试仪器的缓冲进行了设计，并使用石英晶体压电型传感器作为弹底压力的传感器并对其优势进行了分析提出了压电式压力传感器的加速度补偿方法[7]。
1.4 论文的主要研究内容
论文以弹丸膛内运动的存储测试为背景，设计了包括PVDF压电式传感器的信号调理、放大、采集、存储，为系统供电的电源电路以及与上位机通信的硬件电路，并使用Altium Designer软件设计了PCB电路板并进行了存储测试装置的外壳保护层的选择及制作。最后进行了系统的调试，以验证系统是否能够正确的测量弹丸膛内运动的压力与加速度参数并正确的存储信号。