基于存储测试技术的多参数弹载测控系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于存储测试技术的多参数弹载测控系统，包括数据采集部分、数据存储部分、内部控制部分、扛过载部分、二次点火部分和点火回路检测部分。针对现有弹载存储测试设备扛过载能力不足，针对性不强，记录参数不足等缺陷，通过扛过载结构与电路上独特设计，使用元件抗振选型、整体灌封和内部缓冲相结合，增强系统的抗冲击能力，针对被测弹体发射入水前需要二次点火的需求，设计二次点火功能；本实用新型专利技术可以采集三轴加速度信号，三轴角速度信号，三路压力信号，一路点火触发信号和一路点火回路信号，共11路数据，通过采集、存储和控制部分的配合工作实现多参数的采集。储和控制部分的配合工作实现多参数的采集。储和控制部分的配合工作实现多参数的采集。

【技术实现步骤摘要】
基于存储测试技术的多参数弹载测控系统


[0001]本技术涉及弹载测控技术，具体涉及一种基于存储测试技术的多参数弹载测控系统。

技术介绍

[0002]随着武器的发展与应用，现代战争已经演变为陆、海、空、天多维空间内的斗争，传统的在单一介质中发挥作用的武器，已经无法满足现代战争所有的需求，预示研制跨介质作战武器逐渐成为世界各国军事发展方向之一。
[0003]空中入水炮弹是跨介质武器的一种，该类炮弹从空中向水中发射，打击水下目标，入水炮弹的研制对舰艇水下打击能力、自我防护能力的提升有着巨大意义。
[0004]入水炮弹的运动规律要比普通炮弹复杂很多，不仅入水时产生巨大瞬态的冲击，在水中的弹道也受周围水体的干扰。所以在研制过程中需要大量的不同参数的测试数据来提供研发和改进的依据，尤其是姿态的采集，对研究炮弹入水运动规律有极大的帮助。
[0005]炮弹发射过程是一个复杂的运动过程，其过程在毫秒级，这种高速过程无法用肉眼观测。常用的炮弹姿态测量方法有高速摄影测量法、光学杠杆测量法、雷达探测技术以及弹载存储测试技术。其中，高速摄影测量法、光学杠杆测量法、雷达探测技术很难做到跨介质测量的准确性，弹载存储测试技术采用数据存储装置随弹体发射，并与内部惯性传感器组成姿态测量系统，其优势在于记录准确，可以采集到弹丸所有运动过程中的姿态量，缺点在于随弹丸一起运行，发射回收过程中受冲击较大。
[0006]为了完整分析弹丸在出膛、空中飞行、撞击水面、水中运行、撞入靶板整个过程，研制一种入水炮弹的测控系统，在高过载条件下采集包括三路加速度信号、三路角速度信号、三路电压信号、两路点火信号，并完成一次弹体点火飞行途中的二次点火控制。其中，由于弹丸在空中运行阶段只受到重力和空气阻力的影响，在撞水时会产生较大的冲击力，入水后其运行受水中阻力的影响较大，故需在弹丸入水前执行二次点火控制；同时，姿态采集通过三轴加速度信号和三轴角速度信号，准确反映弹体的运行状态；最后通过测量弹头运行过程中接触不同介质时的压力变化，来研究外界介质对弹体的作用。因此，通过完成多路参数采集并执行一次二次点火控制的抗高过载弹载测控系统，可以提供多个参数的测试数据为验证弹丸性能参数是否符合设计规范提供有力的依据。

技术实现思路

[0007]针对现有弹载数据存储测试上的缺陷，本技术公开了一种基于存储测试技术的多参数弹载测控系统。结合实际需要和已有存储测试技术的特点，针对弹丸在出膛、空中飞行、撞击水面、水中运行、撞入靶板整个过程的测控要求，研发一种高过载条件下多参数测控系统。该系统通过点火信号抗干扰检测触发、姿态信号多通道采集、结构抗冲击等方面进行设计，可实时记录炮弹飞行时的六轴姿态信号、三路压力信号、点火触发信号和点火回路检测信号，并保证炮弹回收后的数据完整性。
[0008]为实现上述目的，本技术的技术解决方案为：基于存储测试技术的多参数弹载测控系统，包括数据采集部分、数据存储部分、内部控制部分、抗过载部分、二次点火部分和点火回路检测部分；
[0009]所述的数据采集部分主要包括三轴加速度传感器、三轴角速度传感器、三路压力传感器，采集弹体加速度、角速度以及外环境压力信号；所述的数据存储部分主要完成所述的数据采集部分的信号的存储，和所述的数据采集部分具有电气连接；所述的内部控制部分控制整个系统工作，和所述的数据采集部分、数据存储部分、二次点火部分和点火回路检测部分具有电气连接；所述的抗过载部分主要完成本技术电路和结构部分的抗过载设计；所述的点火回路检测部分主要完成一次点火触发信号的采集；所述的二次点火部分主要完成滤除无效点火触发信号，判断有效点火信号并触发二次点火使能信号。
[0010]上述数据采集部分主要包括三轴加速度传感器、三轴角速度传感器、三路压力传感器；
[0011]所述的三轴加速度传感器选用三个PCB350C03型号的ICP类型的加速度传感器，主要测量弹体在X、Y、Z轴的加速度信号，Z轴为弹体的主要运动轴，所述的Z轴加速度信号反应弹体的主要运动状态；在膛内，所述的X、Y轴加速度信号反应弹体碰撞情况，在膛外，所述的X、Y轴加速度信号可以检测弹体受二次点火的作用的径向力；
[0012]所述的三轴角速度传感器选用三个ADI公司的ADXRS649型号的单轴角速度传感器，主要测量弹体在X、Y、Z轴的角速度信号，其中，所述的Z轴角速度信号主要测量弹体受二次点火或者入水影响可能发生的旋转，所述的X轴和Y轴角速度信号主要检测出膛后弹体的偏转；
[0013]所述的三路压力传感器选用三路CYG1002F型号的压阻式传感器，安装在弹体头部附近，两路轴向安装，一路径向安装，测试弹体飞行中的外环境压力。
[0014]上述数据存储部分主要由内部存储器完成，所述的存储器选用W25Q64型号的NorFlash芯片，负责将本技术采集到的数据保存，具有掉电不丢失等特性，存储器内部使用乒乓缓存算法可以做到实时存储。
[0015]上述内部控制部分选用STM32F103VET6型号的控制芯片，完成信号采样设置、通过由型号为OPA33的运算放大器设计的调理电路以及内部ADC换成信号调理和转换，通过对聚合物锂电池的电压转换完成电源的管理，通过点火回路检测部分采集一次点火回路触发信号，控制二次点火部分执行；
[0016]所述的信号采样设置包括变采样率分时采样和负延时采样，所述的采样率分时采样是由内部控制部分的程序控制，并按不同阶段调整采样率，通过对采集值的判定来设定当前采样率，从而节省内部的存储空间，具体的，内部控制部分的控制芯片STM32F103VET6内部定时器控制除Z轴加速度传感器信号以外的其他数据信号采样率为10kHz，即每隔100us在定时器中断服务程序里面将模数转换结果放入缓存里；而Z轴加速度传感器信号采用分时采样，在起始阶段以10kHz采样率采样，在入水前，变化采样率为20KHz，由于二次点火的时刻是发生在弹体入水前的时刻，设计二次点火执行时刻作为变采样率分界点；所述的负延时采集是指在采集信号触发前采集数据，保证整个发射过程数据的完整性，具体的，内部控制部分的控制芯片STM32F103VET6在内存中开辟一段空间，存储触发时刻前的数据，内存大小有限，所以让数据循环覆盖，等待触发时刻，这样正式采集前的数据也被保存了下
来，当触发信号开始后，内部控制部分开始正式采集。
[0017]上述抗过载部分以应力波衰减理论为指导，进行电路抗过载以及结构抗过载的设计；所述电路抗过载设计主要措施：通过选择抗过载性能良好电子元件，电路板的小型化，电路板的设计上选用小型化器件，减少电路板体积以减少质量；所述的结构抗过载主要措施：通过灌胶模具采用环氧树脂胶灌封电路板和电池、机械外壳采用高强度铝合金材料，模块间、壳体间增加缓冲材料进行抗冲击保护；
[0018]进一步的，所述的灌胶模具是根据电池和电路板尺寸设计的，周围用螺钉紧固，方便拆卸；
[0019]所述的缓冲材料包括柔性海绵和橡胶，所述的柔性海绵作为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于存储测试技术的多参数弹载测控系统，其特征在于，包括数据采集部分、数据存储部分、内部控制部分、抗过载部分、二次点火部分和点火回路检测部分，所述的数据采集部分采集弹体加速度、角速度以及外环境压力信号；所述的数据存储部分主要完成所述的数据采集部分的信号的存储，和所述的数据采集部分具有电气连接；所述的内部控制部分控制整个系统工作，和所述的数据采集部分、数据存储部分、二次点火部分和点火回路检测部分具有电气连接；所述的抗过载部分主要完成结构部分的抗过载设计；所述的点火回路检测部分主要完成一次点火触发信号的采集；所述的二次点火部分主要完成滤除无效点火触发信号，判断有效点火信号并触发二次点火使能信号。2.根据权利要求1所述的基于存储测试技术的多参数弹载测控系统，其特征在于，所述的数据采集部分主要包括三轴加速度传感器、三轴角速度传感器、三路压力传感器；所述的三轴加速度传感器选用三个PCB350C03型号的ICP类型的加速度传感器，主要测量弹体在X、Y、Z轴的加速度信号，Z轴为弹体的主要运动轴，所述的Z轴加速度信号反应弹体的主要运动状态；在膛内，所述的X、Y轴加速度信号反应弹体碰撞情况，在膛外，所述的X、Y轴加速度信号可以检测弹体受二次点火的作用的径向力；所述的三轴角速度传感器选用三个ADXRS649型号的单轴角速度传感器，主要测量弹体在X、Y、Z轴的角速度信号，其中，所述的Z轴角速度信号主要测量弹体受二次点火或者入水影响可能发生的旋转，所述的X轴和Y轴角速度信号主要检测出膛后弹体的偏转；所述的三路压力传感器选用三路CYG1002F型号的压阻式传感器，安装在弹体头部附近，两路轴向安装，一路径向安装，测试弹体飞行中的外环境压力。3.根据权利要求1所述的基于存储测试技术的多参数弹载测控系统，其特征在于，所述的数据存储部分主要由内部存储器完成，所述的存储器选用W25Q64型号的Nor Flash芯片，负责将采集到的数据保存，存储器内部使用乒乓缓存算法可以做到实时存储。4.根据权利要求1所述的基于存储测试技术的多参数弹载测控系统，其特征在于，所述的内部控制部分选用STM32F103VET6型号的控制芯片，完成信号采样设置、通过由型号为OPA33的运算放大器设计的调理电路以及内部ADC换成信号调理和转换，通过对聚合物锂电池的电压转换完成电源的管理，通过点火回路检测部分采集一次点火回路触发信号，控制二次点火部分执行。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClF四二B三五零零，
申请(专利权)人：南京嘉恒仪器设备有限公司，
类型：新型
国别省市：