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温压炸药爆炸温度场存储测试技术研究

作　者: 周征
导　师: 孔德仁
学　校: 南京理工大学
专　业: 测试计量技术与仪器
关键词: 温压炸药爆炸温度场存储测试 FPGA MSP430
分类号: TQ560.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在温压炸药的研制、生产交验和使用过程中,均涉及到温压效应的定量描述问题,这需要温压效应测试与评估技术的支持。所以,炸药温压效应的测试技术具有很强的军事需求背景。鉴于对温压弹温度测试技术评估的需要,本文将进行温压炸药爆炸温度场存储测试技术的研究。本文在分析现有测温技术及温度场测试特点的基础上,针对常用的有线式温度测试系统存在的测试电缆易损坏及误触发等问题,文章提出了适用于温度场测试的无线式存储装置的技术指标,通过利用多个存储测试单元的温度场同步测试方法,设计并研制了无线存储式温度测量系统,该系统主要由钨铼传感器、调理电路、FPGA时序电路、MSP430控制模块、液晶显示模块、无线收发模块、USB通信模块以及SDRAM存储单元组成。围绕现有温度传感器无法满足爆炸温度场测试要求的问题,基于热电偶测温原理,采用W3%Re(正极)和W26%Re(负极)设计了一种新型热电偶传感器,通过静态标定给出了其工作曲线方程,采用与NANMAC标准热电偶比对校准的方法,研究了该传感器的动态性能。在存储测试硬件搭建的基础上,构建了测试系统的各个软件模块。结合测试软件的总体设计思路,对微控制器软件、FPGA器件编程软件以及系统上位机软件进行了详细的流程化解析、设计。最后,利用单室双推力火箭发动机燃气流场模拟爆炸温度场环境,对存储测试单元性能进行了验证实验。实验结果表明,存储测试单元能够完整的记录温度变化的数据。自制热电偶传感器以及存储测试单元能够稳定可靠的工作,该方法可以为温压效应的定量描述提供一种有效的测试手段。

全文目录

摘要 3-4Abstract 4-101 绪论 10-14 1.1 课题研究的背景和意义 10-11 1.2 爆炸温度场测试的国内外研究现状 11-13 1.2.1 温度测试的国内外研究现状 11-12 1.2.2 存储测试的国内外研究现状 12-13 1.3 本文的主要研究工作 13-142 基于存储测试的爆炸温度场测量系统总体方案 14-28 2.1 概述 14 2.2 温度场测试方案 14-17 2.2.1 爆炸温度场测试方法 14-15 2.2.2 系统总体技术指标 15-16 2.2.3 基于存储式的温度场测试系统 16-17 2.3 温度场测试传感器设计及研制 17-24 2.3.1 热电偶测温传感器的设计 18-20 2.3.2 热电偶测温传感器的标定 20-21 2.3.3 热电偶测温传感器动态获取方法探讨 21-24 2.4 存储测试单元总体方案 24-27 2.4.1 设计原则 24 2.4.2 测试单元组成 24-26 2.4.3 测试单元工作流程 26-27 2.5 本章小结 27-283 存储测试单元设计与研制 28-45 3.1 概述 28 3.2 信号调理模块设计 28-32 3.2.1 耦合方式选择 28-29 3.2.2 放大电路设计 29-31 3.2.3 滤波电路 31-32 3.3 A/D转换单元设计 32-34 3.3.1 A/D转换电路 32-34 3.3.2 分频电路 34 3.4 数据存储模块设计 34-35 3.5 控制模块的选择与设计 35-37 3.5.1 FPGA电路 36-37 3.5.2 MSP430电路 37 3.6 USB通信模块设计 37-39 3.7 电源模块设计 39-41 3.8 系统时钟模块设计 41 3.9 PCB板制作 41-454 基于存储测试的爆炸温度场测试软件设计 45-55 4.1 概述 45 4.2 程序总体设计思想 45-46 4.3 单片机程序设计 46-48 4.3.1 USB通信程序模块 46-47 4.3.2 液晶显示模块 47-48 4.4 FPGA程序设计 48-51 4.4.1 SDRAM控制程序模块 48-50 4.4.2 循环/负延迟存储程序 50-51 4.5 上位机程序设计 51-53 4.6 本章小结 53-555 系统实验及分析 55-58 5.1 实验原理 55 5.2 实验步骤 55-56 5.3 实验结果及分析 56-586 全文小结 58-60 6.1 本文主要工作及创新 58 6.2 本文存在的问题 58-60附录1:存储测试单元原理图汇总 60-63致谢 63-64参考文献 64-66附录 66

温压炸药爆炸温度场存储测试技术研究

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