[實(shí)用新型]一種風(fēng)洞微型測量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921897442.5
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN210893607U
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃輝;熊健;鄧曉曼;黃昊宇;苗磊;劉光遠(yuǎn);范金磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02;G01M9/08;G05B19/042
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11369
• 代理人: 張忠慶

本實(shí)用新型公開了一種風(fēng)洞微型測量系統(tǒng)，包括：電氣接口模塊，其包括前面板和后面板，所述前面板上設(shè)置有模擬電壓信號輸入端子，后面板上設(shè)置有電源輸入接口、觸發(fā)接口和網(wǎng)絡(luò)接口，所述前面板上連接有增益控制模塊；低通濾波模塊，其設(shè)置在增益控制模塊的后端；掃描采集模塊，其通過同步采集開關(guān)與低通濾波模塊相連；主控模塊，其與掃描采集模塊相連，所述主控模塊包括固件模塊和驅(qū)動模塊；LAN總線接口模塊，其與主控模塊的輸出端相連。本實(shí)用新型的一種風(fēng)洞微型測量系統(tǒng)具有縮短傳輸線路，減少信號衰減，提高抗干擾能力；支持多種總線和存儲接口，可進(jìn)行有線和無線數(shù)據(jù)傳輸并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)離線存儲、數(shù)據(jù)的在線處理和分析診斷功能的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于航空航天空氣動力學(xué)風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)洞微型測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

風(fēng)洞是一種產(chǎn)生可控均勻氣流的管狀試驗(yàn)裝置，用于模擬飛行器在不同飛行高度和速度條件下的氣動力現(xiàn)象。風(fēng)洞測量系統(tǒng)用于采集壓力、溫度、力和力矩等類型的傳感器信號，由信號調(diào)理及數(shù)采設(shè)備組成，包括濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換功能。由于風(fēng)洞內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜，風(fēng)洞測量系統(tǒng)一般安裝于風(fēng)洞外部，模型天平及分布于風(fēng)洞各部段的各類傳感器需要通過雙絞屏蔽線將信號輸入到測量系統(tǒng)。對于傳感器測點(diǎn)較為分散的大型風(fēng)洞，信號長距離傳輸會導(dǎo)致信號衰減；同時(shí)由于風(fēng)洞現(xiàn)場大功率電機(jī)驅(qū)動設(shè)備較多，如天平輸出的小信號傳輸過程中易受空間電磁干擾，這些均會對測量精度產(chǎn)生影響。無法布置信號線的應(yīng)用場合，比如壓氣機(jī)及旋轉(zhuǎn)葉柵中的旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)件、直升機(jī)旋翼上的傳感器信號采集，現(xiàn)有風(fēng)洞測量系統(tǒng)不再適用。

為解決上述集中式風(fēng)洞測量系統(tǒng)面臨的問題，需要研制一種分布式微型測量系統(tǒng)，包括常規(guī)測量系統(tǒng)的放大、濾波及模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，關(guān)鍵性能指標(biāo)與風(fēng)洞常規(guī)測量系統(tǒng)相當(dāng)，具備一定數(shù)據(jù)在線處理與分析能力，兼容無線數(shù)據(jù)傳輸，具備一定防護(hù)和防震等級。通過對各類傳感器測點(diǎn)進(jìn)行合理劃分，就近集中到不同的微型測量系統(tǒng)，各微型測量系統(tǒng)通過以太網(wǎng)組網(wǎng)，并通過 IEEE 1588協(xié)議實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的同步采集，使得系統(tǒng)能夠安裝于模型支撐機(jī)構(gòu)或模型內(nèi)部用于天平信號采集，旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)件及其它需要考慮高沖擊及強(qiáng)震動的場合。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的一個(gè)目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種風(fēng)洞微型測量系統(tǒng)，包括：

電氣接口模塊，其包括相對設(shè)置的前面板和后面板，所述前面板上設(shè)置有具有電流和電壓過載保護(hù)功能的模擬電壓信號輸入端子，所述后面板上依次設(shè)置有電源輸入接口、觸發(fā)接口和網(wǎng)絡(luò)接口，所述電源輸入接口連接有為整個(gè)測量系統(tǒng)供電的電壓模塊；

實(shí)現(xiàn)電壓輸入信號的增益放大功能的增益控制模塊，其設(shè)置在前面板的后端，所述增益控制模塊的輸入端與前面板上的模擬電壓信號輸入端子的輸出端相連；

具有濾除高頻噪聲及混疊信號的低通濾波模塊，其設(shè)置在增益控制模塊的后端，且所述低通濾波模塊的輸入端與增益控制模塊的輸出端相連；

同步采集開關(guān)，其設(shè)置在低通濾波模塊的后端，與低通濾波模塊相連；

掃描采集模塊，其位于同步采集開關(guān)的后端，所述掃描采集模塊的輸入端與同步采集開關(guān)相連；

主控模塊，其設(shè)置在掃描采集模塊與后面板之間，所述主控模塊包括固件模塊和驅(qū)動模塊，所述主控模塊的輸入端與掃描采集模塊的輸出端和位于后面板上的觸發(fā)信號接口相連，所述主控模塊上連接有程序數(shù)據(jù)存儲器和緩存；

LAN總線接口模塊，其與主控模塊的相連，所述LAN總線接口模塊與位于后面板上的網(wǎng)絡(luò)接口相連。

優(yōu)選的是，所述固件模塊包括FPGA邏輯部分和ARM程序部分，其中，

FPGA邏輯部分包括：

能夠接收時(shí)鐘信號的時(shí)鐘控制模塊；