空氣沖擊波測試系統的組成及測試方法

      測試系統主要由壓力傳感器、放大器(適配器)、傳輸線、數據采集器組成。

 壓力傳感器

       測量空氣沖擊波的壓力傳感器按工作方式分為：應變式壓力傳感器、壓電式壓力傳感 器和壓阻式壓力傳感器等。

      ① 應變式壓力傳感器  其工作原理是壓力作用于敏感器件使其發生物理形變，通過電 測法測得形變與作用壓力之間的關系即可得到要測的壓力。一般采用在敏感面上貼 應變片的方法測量形變。

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      ② 壓電式壓力傳感器  其工作原理是利用某些物質的壓電效應，作用于這些物質上的 壓力與該物質兩邊出現的電荷成正比。這樣只要測得電荷的大小即可得到作用壓 力。這些制作成壓力傳感器的具有壓電效應的物質一般是石英、電氣石、壓電陶瓷、 壓電薄膜等。

      ③ 壓阻式壓力傳感器  其工作原理是利用一些晶體的電阻率與壓力的正比關系，在這 些晶體上擴散出惠斯頓電橋，這樣電橋輸出的電壓與所受壓力成正比，即可測得作 用壓力。

       傳感器是進行空中爆炸沖擊波測量的關鍵設備，對傳感器的要求主要有：

       a.  空中爆炸沖擊波是一個高速變化過程，因此傳感器應具有盡量高的頻率響應，以便可 靠的反映壓力的所有變化。

       b ．外形尺寸應盡量小，以便減小因傳感器的放置而對爆炸波流場產生的擾動。

       c ．只對壓力敏感而對其它物理量如溫度、加速度不敏感。

      d ．對小的輸入變化有較大的輸出訊號，而且應有較好的線性響應。

      e．穩定性高，價格便宜。

      f. 傳感器的量程與測量值要匹配，一般選擇測量值是傳感器的量程三分之二或二分之一。

放大器(適配器)

     根據所用的壓力傳感器的類型配備相應的放大器或適配器。但總的原則： 頻帶寬度：   > 100KHz

交流精度：    1％

     零點飄移和噪聲應盡量的小。

傳輸線

      傳輸線通常用 50Ω或 75Ω低噪聲電纜，傳輸線很長時，為消除傳輸線阻抗與數據采 集器的輸入阻抗不匹配所引起的波形失真，有時要在數據采集器輸入端加匹配電阻。

數據采集器

       其主要技術要求為：

       a．采樣速率：  ≥200KS/s。

       b．垂直分辨率：≥14bit。

       c．存儲容量：  ≥128kSa/ch。

      d．通道數：    ≥4。

       e. 交流精度：1％

       f. 工作溫度、電源范圍盡量寬

測試方法 :

       在地面測量沖擊波壓力時,一般采用膜片式壓力傳感器，傳感器的感受端面應與地面齊 平，傳感器凸出或凹于地面形成空腔都將使傳感器感受面附近的壓力流場受到擾動，從而使 所測量的沖擊波波頭產生畸變。因此，通常把傳感器安裝在一個有一定重量和大小的安裝板 上，并加裝減震裝置如圖 3 所示。被測火工品試樣的炸高通常選 1.22m －1.5m另外，對試驗場地也有一定的要求。