冲击波超压存储测试技术研究

　　1　引　　言

　　冲击波超压测试在工程领域特别是军工领域有着重要的作用。冲击波超压测试一般采用的是压力传感器、二次仪表与瞬态波形记录仪(或计算机高速数采系统)组成的测试系统[1,2]。这种方法存在的问题一是布置电缆引线费时费力;二是电起爆信号和爆炸产生的电磁干扰通过电缆引线耦合进入测试系统,常会造成误触发或带来很大的噪声。冲击波测试的另一种方法是采用高速摄影技术。高速摄影能够拍摄到一系列的波阵面图像,经过图像数据处理可以得到较准确的激波速度、粗略的峰值压力及其它信息[3]。但该方法得不到特定点上压力随时间的变化规律,压力估算也不够准确。因此高速摄影与压力传感器电测法只能是互为补充。随着微电子技术的快速发展,国外从八十年代起就开始研究不需引线电缆的测试方法。奥地利研制的AVLSWR型冲击波记录器就是将压力传感器与数字化瞬态记录器直接装为一体,测试完毕后数据通过无线电发送到接收台[4]。这种存储式冲击波测试方法克服了电缆引线测试方法的主要缺点,在技术上是一个很大的进步。我们在存储测试技术上已经做了大量工作[5],在此基础上进行了冲击波超压存储测试技术的研究。

　　2　测试系统的设计

　　存储式冲击波超压测试系统如图1。虚线框内为超压存储测试仪。系统的设计在通常的存储测试系统的基础上,特别考虑系统触发及采样频率的设定。

　　该存测系统采用光触发技术,利用爆炸时的闪光信号触发系统,起到多个存测仪之间的同步作用。压力信号作为内触发信号保证记录的负延迟。根据冲击波压力起始上升变化快、后续压力变化慢的特点,为缓解采样频率与存储容量的矛盾,该存测系统运用了变采样率技术。系统首先进行高速采样,在压力信号触发后,经过一定的延时系统采样频率降低约一个量级,再　　经过一段时间的延时后结束记录。该系统中压力传感器的选取考虑了以下要求:

　　(1)固有频率≥75kHz;

　　(2)传感器低频响应应满足时间常数≥200ms;

　　(3).压力敏感面的直径≤6mm;

　　(4)静态非线性误差≤3%F.S。

　　冲击波超压存储测试仪的实物如图2,主要技术指标:

　　外形尺寸:Φ40×185;

　　测压范围:0～5MPa;

　　采样频率:100kHz～1MHz可编程;

　　分辨力:8 bit;

　　存储容量:128～512kbyte;

　　待触发时间:10h;

　　数据保存时间:24h;

　　工作温度:-40～50℃

　　抗振动冲击:≤2000gn。

　　3　实验及结果