一种集成标定数据的五孔探针测量系统技术方案

本实用新型专利技术涉及压力测试技术领域，尤其是涉及用于风洞实验或飞行器飞行过程中来流速度及角度数据的采集的一种集成标定数据的五孔探针测量系统。其特点是包括五孔探针和设备盒，五孔探针通过支杆和设备盒刚性固连，所述的设备盒上设置有系统复位按键和工作状态指示灯，设备盒内设置有控制电路板，设备盒侧面设置有散热通风孔、备用电源口、USB通信串口和数字输出接口；设备盒背面还设置有数据显示屏；所述的控制电路板包括最小系统电路，最小系统电路包括微型处理器和电源电路，微型处理器外围设置有外部通讯显示电路和传感器数据采样电路。其提高了系统可靠性，降低开发和维护时间成本；可扩展性强，降低飞行计算机计算负载。

A Five-hole Probe Measurement System Integrating Calibration Data

The utility model relates to the technical field of pressure measurement, in particular to a five-hole probe measuring system for collecting incoming flow velocity and angle data during wind tunnel experiments or flight of aircraft. It is characterized by a five-hole probe and a device box, which are rigidly connected by a support rod and a device box. The device box is equipped with a system reset button and a working status indicator lamp, a control circuit board in the device box, a heat dissipation ventilation hole, a standby power supply port, a USB communication serial port and a digital output interface on the side of the device box, and a data display interface on the back of the device box. The control circuit board includes a minimal system circuit, a minimal system circuit includes a microprocessor and a power supply circuit, and an external communication display circuit and a sensor data sampling circuit are arranged on the periphery of the microprocessor. It improves the reliability of the system, reduces the cost of development and maintenance time, and has strong expansibility and reduces the computing load of the flight computer.

【技术实现步骤摘要】
一种集成标定数据的五孔探针测量系统
本技术涉及压力测试
，尤其是涉及用于风洞实验或飞行器飞行过程中来流速度及角度数据的采集的一种集成标定数据的五孔探针测量系统。
技术介绍
在各类风洞实验以及飞行器飞行过程中，准确测得来流速度及来流气流角度具有特别重要的意义。但在具体使用时，五孔探针只能引出五个测压孔的感受压力，通常需要配套表压力传感器、大气绝对压力传感器等传感设备以及随探针配套的校准数据建立起这五个压力值到来流速度、气流角度、总压、静压等参数的数学模型。因此对于实验人员来说需要利用引压管将五孔压力引到实验室传感器系统，并编制数据处理程序根据校准数据建立数学模型方可开始使用，时间成本较高。同时，引压管通常为橡胶管，在使用中较为容易发生弯折、漏气等问题，仅仅一只五孔探针即需要五只引压管路，在探针大规模使用且引压距离较长的环境下，引压系统较容易收到环境干扰且管路检查极为不便、微小漏气不易发现，严重影响了实验精度甚至导致实验结果的错误。
技术实现思路
本技术的目的在于避免现有技术的缺陷而提供一种集成标定数据的五孔探针测量系统，有效解决了现有技术存在的问题。为实现上述目的，本技术采取的技术方案为：所述的一种集成标定数据的五孔探针测量系统，其特点是包括五孔探针和设备盒，五孔探针通过支杆和设备盒刚性固连，所述的设备盒上设置有系统复位按键和工作状态指示灯，设备盒内设置有控制电路板，设备盒侧面设置有散热通风孔、备用电源口、USB通信串口和数字输出接口；设备盒背面还设置有数据显示屏；所述的控制电路板包括最小系统电路，最小系统电路包括微型处理器和电源电路，微型处理器外围设置有外部通讯显示电路和传感器数据采样电路。所述的微型处理器型号为STM32F405，微型处理器与系统复位按键和工作状态指示灯相连，电源电路与备用电源口相连，所述的外部通讯显示电路包括分别与微型处理器相连的串口转USB电路、串口外接电路和LCD输出电路，所述的传感器数据采样电路包括分别与微型处理器相连的第一表压力传感器、第二表压力传感器、第三表压力传感器、第四表压力传感器、第五表压力传感器、温度传感器和大气压/温度传感器，上述五个表压力传感器连接到五孔探针端部的五个压力引出头，温度传感器感受端埋入五孔探针感受头。所述的第一表压力传感器的输出引脚5和接地引脚分别接电阻R21和电阻R22构成分压电路，电阻R21和电阻R22引出分压后电压信号接电阻R19、电容C34及钳位二极管D6构成的RC滤波电路，同时与微型处理器的AD采样引脚PC0相连，第二表压力传感器、第三表压力传感器、第四表压力传感器和第五表压力传感器与第一表压力传感器电路相同分别与微型处理器的AD采样引脚PC1、PC2、PC3、PC4相连采集压力信号；所述的温度传感器经过电阻R43分压并经过电阻R35、电容C47及钳位二极管D12组成的RC滤波电路与微型处理器的AD采样引脚PC5引脚相连采集大气温度；所述的大气压/温度传感器经带上拉电阻R41和R42后接微型处理器的引脚PB6、PB7采集气压温度；所述的LCD输出电路与微型处理器的引脚PC10、PC11相连，微型处理器经过数据处理通过LCD输出电路在设备盒上的数据显示屏上显示，同时通过串口转USB电路CH1B及配置电路与微型处理器引脚PA9、PA10相连与电脑进行通讯，预留的串口外接电路与微型处理器的引脚PA2、PA3相连与外部设备进行数据传输。所述的电源电路的7～25V输入电源经电容C16、C17滤波后接XL2电源开关芯片，XL2电源开关芯片与电感L3、续流二极管D4、电容C10和C9构成开关电路，开关电路中由电阻R3、R4采样输出电压反馈到开关芯片FB引脚中，使得输出稳定的7V电压，开关电路的输出接线性稳压芯片ASM2将7V转到所需的5V电压，并在ASM2输出引脚与输入引脚之间加入二极管进行保护，开关电路的输出接线性稳压芯片ASM1转系统所需3.3V电压，并在ASM1输出引脚与输入引脚之间加入二极管进行保护，电路中电容C2、C3、C6、C7、C8、C11、C12、C13、C14、C16、C17的功能是用于减少电路纹波，磁珠L0、L4主要是用于模拟地与数字地的隔离。本技术的有益效果是：所述的一种集成标定数据的五孔探针测量系统，其仅需一组信号线即可代替原方案使用的五支引压管路，显著提高了系统可靠性，避免了引压系统破损漏气带来的实验误差，降低维护时间成本；实验人员不需要过多关注五孔测量原理，可直接使用计算得出的准确数据，降低开发时间成本；系统可扩展性强，如可手持灵活测量；可用做飞行器空速及气流角测量等大气数据计算，降低飞行计算机计算负载。附图说明图1为本技术轴测结构示意图；图2为本技术图1的仰视结构示意图；图3为本技术图1的五孔探针头放大结构示意图；图4为本技术电路原理示意图；图5为本技术控制电路示意图；图6为本技术电源电路示意图。图中所示：1.五孔探针；2.支杆；3.散热通风孔；4.设备盒；5.备用电源口；6.USB通信串口；7.数字输出接口；8.系统复位按键；9.工作状态指示灯；10.数据显示屏；11.温度传感器；12.最小系统电路；12.1.微型处理器；12.2.电源电路；13.外部通讯显示电路；13.1.串口转USB电路；13.2.串口外接电路；13.3.LCD输出电路；14.传感器数据采样电路；14.1.第一表压力传感器；14.2.第二表压力传感器；14.3.第三表压力传感器；14.4.第四表压力传感器；14.5.第五表压力传感器；14.6.大气压/温度传感器。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。如图1和2所示，所述的一种集成标定数据的五孔探针测量系统，其特点是包括五孔探针1和设备盒4，五孔探针1通过支杆2和设备盒4刚性固连，所述的设备盒4上设置有系统复位按键8和工作状态指示灯9，设备盒4内设置有控制电路板，设备盒4侧面设置有散热通风孔3、备用电源口5、USB通信串口6和数字输出接口7；设备盒4背面还设置有数据显示屏10；所述的控制电路板包括最小系统电路12，最小系统电路12包括微型处理器12.1和电源电路12.2，微型处理器12.1外围设置有外部通讯显示电路13和传感器数据采样电路14。所述的微型处理器12.1型号为STM32F405，微型处理器12.1与系统复位按键8和工作状态指示灯9相连，电源电路12.2与备用电源口5相连，所述的外部通讯显示电路13包括分别与微型处理器12.1相连的串口转USB电路13.1、串口外接电路13.2和LCD输出电路13.3，所述的传感器数据采样电路14包括分别与微型处理器12.1相连的第一表压力传感器14.1、第二表压力传感器14.2、第三表压力传感器14.3、第四表压力传感器14.4、第五表压力传感器14.5、温度传感器11和大气压/温度传感器14.6，上述五个表压力传感器连接到五孔探针1端部的五个压力引出头，温度传感器11感受端埋入五孔探针1感受头。所述的第一表压力传感器14.1的输出引脚5和接地引脚分别接电阻R21和电阻R22构成分压电路，电阻R21和电阻R22引出分压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成标定数据的五孔探针测量系统，其特征是包括五孔探针和设备盒，五孔探针通过支杆和设备盒刚性固连，所述的设备盒上设置有系统复位按键和工作状态指示灯，设备盒内设置有控制电路板，设备盒侧面设置有散热通风孔、备用电源口、USB通信串口和数字输出接口；设备盒背面还设置有数据显示屏；所述的控制电路板包括最小系统电路，最小系统电路包括微型处理器和电源电路，微型处理器外围设置有外部通讯显示电路和传感器数据采样电路。

【技术特征摘要】
1.一种集成标定数据的五孔探针测量系统，其特征是包括五孔探针和设备盒，五孔探针通过支杆和设备盒刚性固连，所述的设备盒上设置有系统复位按键和工作状态指示灯，设备盒内设置有控制电路板，设备盒侧面设置有散热通风孔、备用电源口、USB通信串口和数字输出接口；设备盒背面还设置有数据显示屏；所述的控制电路板包括最小系统电路，最小系统电路包括微型处理器和电源电路，微型处理器外围设置有外部通讯显示电路和传感器数据采样电路。2.如权利要求1所述的一种集成标定数据的五孔探针测量系统，其特征在于：所述的微型处理器型号为STM32F405，微型处理器与系统复位按键和工作状态指示灯相连，电源电路与备用电源口相连，所述的外部通讯显示电路包括分别与微型处理器相连的串口转USB电路、串口外接电路和LCD输出电路，所述的传感器数据采样电路包括分别与微型处理器相连的第一表压力传感器、第二表压力传感器、第三表压力传感器、第四表压力传感器、第五表压力传感器、温度传感器和大气压/温度传感器，上述五个表压力传感器连接到五孔探针端部的五个压力引出头，温度传感器感受端埋入五孔探针感受头。3.如权利要求2所述的一种集成标定数据的五孔探针测量系统，其特征在于：所述的第一表压力传感器的输出引脚5和接地引脚分别接电阻R21和电阻R22构成分压电路，电阻R21和电阻R22引出分压后电压信号接电阻R19、电容C34及钳位二极管D6构成的RC滤波电路，同时与微型处理器的AD采样引脚PC0相连，第二表压力传感器、第三表压力传感器、第四表压力传感器和第五表压力传感器与第一表压力传感器电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王掩刚，王海童，邓双厚，黄龙亮，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61