空氣沖擊波測(cè)試系統(tǒng)的組成及測(cè)試方法

      測(cè)試系統(tǒng)主要由壓力傳感器、放大器(適配器)、傳輸線、數(shù)據(jù)采集器組成。

 壓力傳感器

       測(cè)量空氣沖擊波的壓力傳感器按工作方式分為：應(yīng)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(yīng)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(fā)生物理形變，通過(guò)電 測(cè)法測(cè)得形變與作用壓力之間的關(guān)系即可得到要測(cè)的壓力。一般采用在敏感面上貼 應(yīng)變片的方法測(cè)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(zhì)的壓電效應(yīng)，作用于這些物質(zhì)上的 壓力與該物質(zhì)兩邊出現(xiàn)的電荷成正比。這樣只要測(cè)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(yīng)的物質(zhì)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(guān)系，在這 些晶體上擴(kuò)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(cè)得作 用壓力。

       傳感器是進(jìn)行空中爆炸沖擊波測(cè)量的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)傳感器的要求主要有：

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

       b ．外形尺寸應(yīng)盡量小，以便減小因傳感器的放置而對(duì)爆炸波流場(chǎng)產(chǎn)生的擾動(dòng)。

       c ．只對(duì)壓力敏感而對(duì)其它物理量如溫度、加速度不敏感。

      d ．對(duì)小的輸入變化有較大的輸出訊號(hào)，而且應(yīng)有較好的線性響應(yīng)。

      e．穩(wěn)定性高，價(jià)格便宜。

      f. 傳感器的量程與測(cè)量值要匹配，一般選擇測(cè)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(jù)所用的壓力傳感器的類型配備相應(yīng)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(diǎn)飄移和噪聲應(yīng)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(zhǎng)時(shí)，為消除傳輸線阻抗與數(shù)據(jù)采 集器的輸入阻抗不匹配所引起的波形失真，有時(shí)要在數(shù)據(jù)采集器輸入端加匹配電阻。

數(shù)據(jù)采集器

       其主要技術(shù)要求為：

       a．采樣速率：  ≥200KS/s。

       b．垂直分辨率：≥14bit。

       c．存儲(chǔ)容量：  ≥128kSa/ch。

      d．通道數(shù)：    ≥4。

       e. 交流精度：1％

       f. 工作溫度、電源范圍盡量寬

測(cè)試方法 :

       在地面測(cè)量沖擊波壓力時(shí),一般采用膜片式壓力傳感器，傳感器的感受端面應(yīng)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(chǎng)受到擾動(dòng)，從而使 所測(cè)量的沖擊波波頭產(chǎn)生畸變。因此，通常把傳感器安裝在一個(gè)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(cè)火工品試樣的炸高通常選 1.22m －1.5m另外，對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地也有一定的要求。