[發明專利]一種空氣炮彈載加速度數據采集系統及采集方法

有效

• 申請號: 201910040418.8
• 申請日: 2019-01-16
• 公開（公告）號: CN111444121B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 胡艷;方幸;葉迎華;沈瑞琪
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F13/16
• 分類號: G06F13/16;G06F13/38
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

本發明屬于彈載數據記錄領域，具體涉及一種空氣炮彈載加速度數據采集系統及采集方法。系統包括：采集與存儲模塊：用于采集彈上加速度傳感器的加速度數據，將采集的加速度數據轉換為數字信號，并將轉換得到的數字信號進行存儲；觸發模塊：用于控制采集與存儲模塊進行數據存儲；控制模塊：用于數據傳輸，采集與存儲模塊的時序控制；通信模塊：用于燒寫程序和串口通信；電源模塊：用于將外部電源輸入進行降壓穩壓操作，為采集系統的其他各模塊提供所需的工作電壓。本發明在采集與存儲模塊利用異步fifo高速存儲器作為存儲芯片，滿足了模數轉換器對儲存速率的要求，實驗結束后可對數據進行讀取的效果，極大方便了數據的讀取。

技術領域

本發明屬于彈載數據記錄領域，具體涉及一種空氣炮彈載加速度數據采集系統及采集方法。

背景技術

空氣炮是考核火工品抗過載性能最常見的實驗裝置。在傳統空氣炮中，是利用銅柱壓縮法來確定過載加速峰值的大小。這種方法實驗誤差大，并且無法得到過子彈著靶過程中過載加速度的譜圖。因此，利用空氣炮進行火工品抗高過載性能測試時，對子彈著靶過程中加速度數據的采集顯得尤為重要。

子彈著靶過程加速度信號的動態測試方法有多種，其主要有兩種方法，一種是引線法，另一種是彈載存儲測試法。引線法是將加速度傳感器連接到信號調理儀器和數據采集系統，這種測試方法存在信號線易斷、儀器笨重、準備時間較長等問題。存儲測試技術可以解決上述問題。

針對彈載存儲測試方法，周瑞卿在《火炮發射高過載信號存儲測試系統設計》是采用stm32內置模數轉換器，其采樣速率為10KHz，不能滿足子彈著靶過程對采樣速率的要求。中國科學院上海技術物理研究所申請公開的《一種彈載平臺數據采集存儲系統與方法》專利是采用乒乓緩存技術，這種緩存方法操作復雜，并且至少需要兩塊存儲芯片才能完成操作。范君健在《基于FPGA的高精度彈載壓力數據采集系統》是以FPGA為控制核心，FPGA的設計復雜并且加工價格昂貴。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種空氣炮彈載加速度數據采集系統及采集方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種空氣炮彈載加速度數據采集系統，所述系統包括：

采集與存儲模塊：用于采集彈上加速度傳感器的加速度數據，將采集的加速度數據轉換為數字信號，并將轉換得到的數字信號進行存儲；

觸發模塊：用于控制采集與存儲模塊進行數據存儲；

控制模塊：用于數據傳輸，采集與存儲模塊的時序控制；

通信模塊：用于燒寫程序和串口通信；

電源模塊：用于將外部電源輸入進行降壓穩壓操作，為采集系統的其他各模塊提供所需的工作電壓。

進一步的，所述采集與存儲模塊包括模數轉換器和fifo高速存儲器，所述模數轉換器將采集的加速度數據轉換為數字信號，所述fifo高速存儲器具有獨立的讀寫時鐘輸入端，用于將數字信號存儲。

進一步的，所述觸發模塊包括電壓比較器、單向晶閘管和反相器；電壓比較器后端連接單向晶閘管，單向晶閘管后端連接反相器，所述反相器后端與fifo高速存儲器連接；

所述單向晶閘管作為半可控開關，當第一次導通以后，其門極G端口便失去控制作用，將門極G與電壓比較器輸出端OUT連接，當加速度傳感器電壓大于0.2V時，單向晶閘管導通，其輸出端輸出高電平；所述反相器將高電平轉換為低電平。

進一步的，所述控制模塊包括控制芯片，所述fifo高速存儲器后端與控制芯片連接，控制芯片后端連接通信模塊，所述控制芯片為stm32系列。

進一步的，所述控制芯片為控制芯片STM32F103C8T6，所述電壓比較器為LMH6702，所述反相器為SN74AHC1G04，所述fifo高速存儲器為IDT72V285。