專利名稱：隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置的制作方法
專利說明
一.技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型公開的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置屬電子測(cè)試儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于新式電熱化學(xué)火炮炮膛壓力測(cè)試的裝置。
二.
背景技術(shù)：
電熱化學(xué)炮工作時(shí)，電容器組通過脈沖成形網(wǎng)絡(luò)對(duì)電熱化學(xué)炮中的等離子體發(fā)生器放電，產(chǎn)生高溫等離子體，等離子體作用于藥室內(nèi)的推進(jìn)劑引起電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生高溫高壓氣體，高壓氣體與等離子體共同驅(qū)動(dòng)彈丸前進(jìn)。工作過程中，電熱化學(xué)炮體帶電，膛壓是高瞬態(tài)寬譜壓力，且存在強(qiáng)電磁干憂，這使得電熱炮的膛壓測(cè)量成為電熱化學(xué)炮測(cè)量技術(shù)中最重要的也是難度最大的關(guān)鍵技術(shù)，國(guó)內(nèi)南京理工大學(xué)瞬態(tài)物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室使用Kistler6215壓電傳感器、電荷放大器(使用UPS電源給供電和市電隔離)及瞬態(tài)波形記錄儀，曾成功捕獲ETC炮的膛壓數(shù)據(jù)，但在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下曾多次損壞測(cè)試儀器。國(guó)外美國(guó)陸軍裝備部Katulka，G.L.等人在美國(guó)阿伯丁試驗(yàn)基地，通過在數(shù)據(jù)線上安裝鐵氧體磁珠有效抑制了高頻噪聲，并采用金屬殼體對(duì)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行屏蔽，成功獲取了30mm的電熱化學(xué)炮膛壓曲線。
在電磁發(fā)射武器技術(shù)的研制和試驗(yàn)過程中，電磁點(diǎn)火、脈沖X光照相、火花陰影攝影等設(shè)備的使用，常涉及高壓脈沖大電流放電的干擾問題。由于電壓高、放電電流大，其干擾常使測(cè)試儀器無法正常工作，特別是儀器中的大規(guī)模集成電路，已采用亞微米工藝，更經(jīng)不起高電壓、大電流的沖擊，往往會(huì)引起絕緣層擊穿，導(dǎo)致測(cè)試儀器損壞，嚴(yán)重影響新式武器的研制進(jìn)程。因此研究解決在高壓脈沖大電流放電時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)、強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)電磁場(chǎng)及強(qiáng)電磁波的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)信息(電壓、電流、氣體壓力、溫度等)的獲取及實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)，十分必要，也迫切需要。形成可應(yīng)用于此領(lǐng)域的穩(wěn)定、可靠、精度高、頻帶寬、耐壓高的傳輸、記錄裝置，為新式武器的研制提供有效的測(cè)試手段，是我們初衷的想法。
三.
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是向社會(huì)提供可實(shí)用于新式火炮炮膛壓力測(cè)試儀器，為新式火炮的研制和國(guó)防事業(yè)做些貢獻(xiàn)。其技術(shù)發(fā)明的思路是首先采用抗強(qiáng)電磁場(chǎng)的電磁屏蔽技術(shù)，確保測(cè)試儀器的實(shí)用性、可靠性和測(cè)試精度；其次采用高速度、低功耗、抗干擾光纖傳輸技術(shù)，確保測(cè)試信息的實(shí)時(shí)傳輸；結(jié)合測(cè)試與存儲(chǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在電磁屏蔽下實(shí)時(shí)測(cè)試、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)光纖傳輸多技術(shù)相結(jié)合的新測(cè)試方法，經(jīng)設(shè)計(jì)和實(shí)施，這種新思路收到予期的效果。
本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容是這樣的這種隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置，該裝置包括殼體及其內(nèi)組裝的炮膛壓力的信息采集部分、信息處理部分、信息輸出部分以及它們的輔助部分，其中信息采集部分包括信息采集的傳感器、放大電路及其輸出端，信息處理部分包括信息輸入電路、觸發(fā)電路、計(jì)數(shù)電路、存儲(chǔ)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、控制電路、并串轉(zhuǎn)換電路、編碼電路，信息輸出部分包括光輸出與接口的電路，它們有電信息輸入端、電光轉(zhuǎn)換電路、光輸出端及光纖傳輸纜線，輔助部分包括與計(jì)算機(jī)的接口電路、時(shí)基電路、基準(zhǔn)電路、數(shù)據(jù)控制總線、電源控制電路、電池和電源電路等，以及組裝各部分電路的電子元件、器件、組件、部件、集成電路塊、電路板、聯(lián)接導(dǎo)線與纜線，功能聯(lián)接組裝結(jié)構(gòu)成隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置，技術(shù)特點(diǎn)在于該隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置設(shè)置有多級(jí)屏蔽層構(gòu)成抗強(qiáng)電磁場(chǎng)的殼體，電磁屏蔽保護(hù)下外殼內(nèi)的炮膛壓力信息實(shí)時(shí)測(cè)試機(jī)構(gòu)與實(shí)時(shí)壓力信息存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，以及帶的傳輸炮膛壓力實(shí)時(shí)測(cè)試信息的隔離型超長(zhǎng)光纖纜線。其中炮膛壓力信息實(shí)時(shí)測(cè)試機(jī)構(gòu)與實(shí)時(shí)壓力信息存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，由該裝置中的炮膛壓力的信息采集部分、信息處理部分、信息輸出部分以及它們的輔助部分的各電路共同構(gòu)成，并協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)炮膛壓力信息實(shí)時(shí)測(cè)試與實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，在信息輸出部分各電路及光纖傳輸纜線的配合下同時(shí)實(shí)現(xiàn)炮膛壓力測(cè)試信息的實(shí)時(shí)超長(zhǎng)距離傳輸。
根據(jù)以上所述的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置，技術(shù)特點(diǎn)還有所述的多級(jí)屏蔽層構(gòu)成抗強(qiáng)電磁場(chǎng)的殼體是三級(jí)封閉型屏蔽層結(jié)構(gòu)的，其第一級(jí)是磁導(dǎo)率較高的屏蔽磁場(chǎng)層，如用磁導(dǎo)率較高的30#鋼、鑄鐵等材料作屏蔽磁場(chǎng)層。第二級(jí)是電導(dǎo)率較高的屏蔽電場(chǎng)層，如用電導(dǎo)率較高的紫銅等材料作屏蔽電場(chǎng)層。第三級(jí)是屏蔽電路模塊外圍的磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率良好的復(fù)合屏蔽層，如用鉑膜合金等材料作復(fù)合屏蔽層。
根據(jù)以上所述的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置，詳細(xì)技術(shù)特點(diǎn)有a.所述的隔離型光纖傳輸纜線是超長(zhǎng)的隔離型高速低耗傳輸?shù)墓饫w纜線，其長(zhǎng)度須≥120m，當(dāng)然也可短些，如100m、或80m，光纖前端與隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置的光纖輸出端配套對(duì)接，前端聯(lián)接測(cè)試裝置的電光轉(zhuǎn)換電路，電光轉(zhuǎn)換電路由并串轉(zhuǎn)換的電光轉(zhuǎn)換器為主構(gòu)成，該電光轉(zhuǎn)換器的輸入端與編碼電路的輸出端聯(lián)接。其終端可與隔離型炮膛壓力測(cè)試接收裝置的光纖輸入端配套對(duì)接。b.所述的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置的電路模塊全部用灌封膠灌封固化成電路體并組裝在多級(jí)屏蔽層構(gòu)成抗強(qiáng)電磁場(chǎng)的殼體中，電路模塊灌封膠全采用公知市售的灌封膠即可。
根據(jù)以上所述的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置，詳細(xì)技術(shù)特點(diǎn)有a.所述的炮膛壓力信息采集部分由信息采集傳感器、信息放大電路聯(lián)接組成，信息采集傳感器由壓電式壓力傳感器構(gòu)成，其輸出端聯(lián)接信息放大電路的輸入端。信息放大電路由集成電路塊運(yùn)算放大器為主構(gòu)成，其集成電路塊運(yùn)算放大器是個(gè)寬頻帶集成電路塊運(yùn)算放大器。b.所述的觸發(fā)電路包括觸發(fā)比較電路、多次重觸發(fā)電路，觸發(fā)比較電路的輸入端與二階低通濾波器輸出端聯(lián)接，觸發(fā)比較電路輸出端與多次重觸發(fā)電路的輸入端聯(lián)接，多次重觸發(fā)電路輸出端與控制電路聯(lián)接。c.所述的控制電路由多路的多級(jí)門控電路組成，它們分別聯(lián)接并控制存儲(chǔ)電路、觸發(fā)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、并串轉(zhuǎn)換與編碼電路、數(shù)據(jù)總線的各控制端，它們還分別聯(lián)接并受控于觸發(fā)電路、電源控制電路、計(jì)算機(jī)的接口電路的控制輸出端。d.所述的存儲(chǔ)電路由A組存儲(chǔ)電路、地址電路和B組存儲(chǔ)電路、地址電路功能聯(lián)接組成。以上所述的各電路均可用公知技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，也可用公知和商售的電子元器件組裝制作，只要能實(shí)現(xiàn)以上所述的各電路之功能的均可使用。
根據(jù)以上所述的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置，詳細(xì)技術(shù)特點(diǎn)還有a.所述的時(shí)基電路由晶體振蕩電路和分頻電路聯(lián)接組成，時(shí)基電路分別聯(lián)接并控制A/D轉(zhuǎn)換電路和A組存儲(chǔ)電路的控制端。b.所述的與計(jì)算機(jī)聯(lián)接的接口電路是并行式接口電路，該電路分別聯(lián)接并控制B組存儲(chǔ)電路、控制電路的控制端。c.所述的電源控制電路由開關(guān)電路或/和門控電路功能聯(lián)接組成，它們聯(lián)接并控制電池和多路電源電路。d.所述的數(shù)據(jù)總線是WEF/信號(hào)控制數(shù)據(jù)總線，它由數(shù)據(jù)總線控制器的集成電路塊為主構(gòu)成。e.所述的壓電式壓力傳感器是靈敏度為1.48pc/unit的型石英晶體壓力傳感器。所述的炮膛壓力信息采集部分還設(shè)置有二階低通濾波器，它與集成電路塊運(yùn)算放大器輸出端聯(lián)接。f.所述的編碼電路由并串轉(zhuǎn)換電路聯(lián)接編碼電路組成，編碼電路由編碼集成電路塊為主構(gòu)成，并串轉(zhuǎn)換電路由并串轉(zhuǎn)換的集成電路塊為主構(gòu)成。g.所述的A/D轉(zhuǎn)換電路由A/D轉(zhuǎn)換集成電路塊為主構(gòu)成，其輸入端與二階低通濾波器輸出端聯(lián)接，其輸出端與數(shù)據(jù)總線聯(lián)接。h.所述的存儲(chǔ)電路之A組存儲(chǔ)電路為先進(jìn)先出存儲(chǔ)電路，它由集成電路塊存儲(chǔ)器為主構(gòu)成，其地址電路由13位集成電路塊地址發(fā)生器為主構(gòu)成。i.所述的存儲(chǔ)電路之B組存儲(chǔ)電路由集成電路塊隨機(jī)存儲(chǔ)器為主構(gòu)成，其地址電路由19位集成電路塊地址發(fā)生器為主構(gòu)成。以上所述的各電路均可用公知技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，也可用公知和商售的電子元器件組裝制作，只要能實(shí)現(xiàn)以上所述的各電路之功能的均可使用。
根據(jù)以上所述的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置，詳細(xì)技術(shù)特點(diǎn)還有a.所述的編碼電路是14位并行編碼的電路，它由并串轉(zhuǎn)換與編碼的集成電路塊為主構(gòu)成，如由集成電路塊74HC166、74HC74、74HC08等構(gòu)成的。b.所述的A組存儲(chǔ)電路由先進(jìn)先出集成電路塊存儲(chǔ)器構(gòu)成，如由存儲(chǔ)器HM6264、HC4040、CC4024等構(gòu)成的。c.所述的B組存儲(chǔ)電路的集成電路塊隨機(jī)存儲(chǔ)器構(gòu)成，如由存儲(chǔ)器EM628512等構(gòu)成的，其寫入端聯(lián)接A/D轉(zhuǎn)換電路控制端，而讀出端與計(jì)算機(jī)的接口電路一輸入端聯(lián)接。d.所述的分頻電路由1M和16M的兩個(gè)分頻電路組成，它由集成電路塊EX0316M構(gòu)成。e.所述的基準(zhǔn)電路是個(gè)供給運(yùn)算放大器、A/D轉(zhuǎn)換器偏置供電的電路，它由集成電路塊為主構(gòu)成，如由集成電路塊ADR290構(gòu)成。以上各電路所述使用的集成電路塊都是公知市售的集成電路塊，也可用其它公知和商售的電子元器件、集成電路塊組裝制作，只要能實(shí)現(xiàn)以上所述的各電路之功能的均可使用。
本實(shí)用新型的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置優(yōu)點(diǎn)很多1.首先采用抗強(qiáng)電磁場(chǎng)的電磁屏蔽技術(shù)，設(shè)置三級(jí)電磁屏蔽外殼，確保測(cè)試儀器的實(shí)用性、可靠性和測(cè)試精度；2.其次采用高速度、低功耗、抗干擾光纖傳輸技術(shù)，形成超長(zhǎng)的隔離型高速低耗傳輸?shù)墓饫w纜線，確保測(cè)試信息的實(shí)時(shí)傳輸；3.結(jié)合測(cè)試與存儲(chǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽下在火炮現(xiàn)場(chǎng)炮膛壓力的實(shí)時(shí)測(cè)試、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)光纖傳輸多技術(shù)相結(jié)合的新測(cè)試方法，并研制出新測(cè)試儀器裝置；4.這種新型的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置設(shè)計(jì)先進(jìn)，結(jié)構(gòu)合理，精密穩(wěn)定，可靠實(shí)用，是研制新式火炮武器所必須的測(cè)試儀器裝備，值得推廣使用。
四.

本實(shí)用新型的說明書附圖共有7幅圖1是隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置電路結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置實(shí)體結(jié)構(gòu)剖示圖；
圖3是炮膛壓力信息放大電路原理圖；圖4是觸發(fā)比較電路原理圖；圖5是多次重觸發(fā)電路原理圖；圖6是控制電路原理圖；圖7是并串轉(zhuǎn)換及編碼電路原理圖。
在各圖中1.壓電傳感器；2.信息放大電路；3.A/D轉(zhuǎn)換電路；4.緩沖電路；5.觸發(fā)電路；6.A組地址電路；7.A組存儲(chǔ)電路；8.B組地址電路；9.B組存儲(chǔ)電路；10.控制電路；11.計(jì)算機(jī)接口電路；12.并串轉(zhuǎn)換及編碼電路；13.電光轉(zhuǎn)換電路；14.光纖傳輸纜線輸出接口；15.光纖傳輸纜線；16.時(shí)基電路；17.計(jì)算機(jī)；18.測(cè)試裝置殼體；19.連接座；20.連接套；21.電池蓋；22.測(cè)試裝置殼體的電磁屏蔽第一層；23.測(cè)試裝置殼體的電磁屏蔽第二層；24.電池模塊；25測(cè)試裝置的電路模塊；26.測(cè)試裝置的電磁屏蔽第三層；27.膠皮墊；28.端蓋；29.輸出連接套；30.光纖隔離筒；31.隔離蓋；32.端帽；33.IC1的高量程(600Mpa)輸入端；34.IC1的低量程(350Mpa)輸入端；35.IC1的輸出端；36.IC1的基準(zhǔn)電位輸入端；37.IC2的地端及低電平端；38.IC2的觸發(fā)信號(hào)輸入端；39.IC2的比較信號(hào)輸入端；40.IC2的觸發(fā)輸出端；41.IC2的高電平端；42.IC2的自聯(lián)接端；43.IC3的觸發(fā)輸入端；44.IC4的地址輸入端；45.IC3的輸出端，11111也是IC5的控制輸入端；46.IC4的輸出端，兼IC5的一個(gè)輸入端；47.地端；48.IC5的觸發(fā)輸出端；49.IC5的觸發(fā)(負(fù))輸出端；50.IC5的清零端；51.IC6觸發(fā)輸入端；52.IC6的使能(接口)控制端；53.IC9的使能(接口)控制端；54.IC9的讀數(shù)輸入端；55.IC7的時(shí)基輸入端；56.IC8的時(shí)基輸入端；57.IC6輸出端，也是IC8的一輸入端；58.地端；59.IC10的使能(接口)控制端；60.IC7的輸出端，也是IC10的一輸入端；61.IC8的輸出端，也是IC11的一輸入端；62.IC9的輸出端，也是IC11的另一輸入端；63.地端；64.IC10的輸出端，也是IC12的輸入端；65.IC12的使能(接口)控制端；66.IC11的輸出端；67.IC12的輸出端，也是IC14的輸入端；68.IC13的讀數(shù)輸入端；69.IC13的輸出端，也是IC15的輸入端；70.IC15的使能(接口)控制端；71.IC14的(寫地址)輸出端，至先進(jìn)先出存儲(chǔ)電路輸入端；72.IC15輸出端；73.IC16、IC17的的清零端；74.IC16、IC17的的置位輸入端，也是IC18的置位輸出端；75.地端；76.IC16、IC17的時(shí)基輸入端；77～84.IC16的八位并行數(shù)據(jù)輸入端；85.IC16的串行數(shù)據(jù)輸出端，即并串轉(zhuǎn)換電路輸出端；86.IC16的并串轉(zhuǎn)換輸入端，也是IC17的并串轉(zhuǎn)換輸出端；87～94.IC17的八位并行數(shù)據(jù)輸入端；95.地端；96、97.IC17的高電位輸入端；98.IC18的置位輸出端，也是IC19的置位輸入端；99.IC18的置位的輸入端，也是IC20的輸出端；100.IC18的時(shí)基輸入端；101.IC20的清零輸入端；102.IC19的輸出端，也是IC20一個(gè)輸入端；103、104.IC19的高電位輸入端；105.IC19的另一輸出端；106.IC19的時(shí)基輸入端；R1～R5均為電阻；C1～C5均為電容IC1～I(xiàn)C20均為集成電路塊。
五.具體實(shí)施方案本實(shí)用新型的非限定實(shí)施例如下實(shí)施例一.隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置本例的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置具體結(jié)構(gòu)由圖1～圖7聯(lián)合示出。該裝置包括殼體18及其內(nèi)組裝的炮膛壓力的信息采集部分、信息處理部分、信息輸出部分以及它們的輔助部分。圖1所示的是隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置電路結(jié)構(gòu)方框圖，其中信息采集部分有信息采集的壓電傳感器1、信息放大電路2及其輸出端，信息處理部分包括信息輸入電路、A/D轉(zhuǎn)換電路3、緩沖電路4、觸發(fā)電路5、存儲(chǔ)電路6～9、控制電路10、并串轉(zhuǎn)換及編碼電路12、計(jì)數(shù)電路等，信息輸出部分包括光輸出與接口的電路，它們是電信息輸入端、電光轉(zhuǎn)換電路13、光纖傳輸纜線輸出接口14及光纖傳輸纜線15，輔助部分包括計(jì)算機(jī)17、接口電路11、時(shí)基電路16、基準(zhǔn)電路、數(shù)據(jù)控制總線、電源控制電路、電池和電源電路等。以及組裝各部分電路的電子元件、器件、組件、部件、集成電路塊、電路板、聯(lián)接導(dǎo)線與纜線，功能聯(lián)接組裝結(jié)構(gòu)成隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置。圖2則示出該例的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置實(shí)體結(jié)構(gòu)剖示圖，圖中有連接座19、連接套20、測(cè)試裝置殼體的第一層22——外筒、端蓋28、輸出連接套29、光纖隔離筒30、隔離蓋31、端帽32等都是30#鋼材料做的電磁屏蔽第一層。電池蓋21、測(cè)試裝置殼體的第二層23——內(nèi)筒，都是用紫銅做材料的電磁屏蔽第二層，電池模塊24、膠皮墊27，特別是測(cè)試裝置的電路模塊25都封裝在鉑膜合金材料做的電磁屏蔽第三層26中，電路模塊25全部用灌封膠灌封固化成電路體，并組裝在多級(jí)屏蔽層構(gòu)成抗強(qiáng)電磁場(chǎng)的殼體18中，電路模塊灌封膠全采用公知市售的灌封膠即可。為了抗強(qiáng)電磁場(chǎng)，該例的測(cè)試裝置設(shè)置了三級(jí)屏蔽層構(gòu)成的殼體，其第一級(jí)是磁導(dǎo)率較高的屏蔽磁場(chǎng)層22等，是用磁導(dǎo)率較高的30#鋼等材料作屏蔽磁場(chǎng)層。第二級(jí)是電導(dǎo)率較高的屏蔽電場(chǎng)層23等，是用電導(dǎo)率較高的紫銅等材料作屏蔽電場(chǎng)層。第三級(jí)是屏蔽電路模塊25外圍的磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率良好的復(fù)合屏蔽層26，是用鉑膜合金等材料作復(fù)合屏蔽層。電磁屏蔽外殼保護(hù)下，其內(nèi)的炮膛壓力的信息采集部分、信息處理部分、信息輸出部分以及它們的輔助部分的各電路共同構(gòu)成炮膛壓力信息實(shí)時(shí)測(cè)試機(jī)構(gòu)與實(shí)時(shí)壓力信息存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，加之該裝置帶的傳輸炮膛壓力實(shí)時(shí)測(cè)試信息的隔離型超長(zhǎng)光纖纜線，共同配合，協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)炮膛壓力信息實(shí)時(shí)測(cè)試與實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)炮膛壓力測(cè)試信息的實(shí)時(shí)超長(zhǎng)距離傳輸。所述的隔離型光纖傳輸纜線15是超長(zhǎng)的隔離型高速低耗傳輸?shù)墓饫w纜線，其長(zhǎng)度須≥120m，當(dāng)然也可短些，如100m、或80m，光纖前端與隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置的光纖輸出端14配套對(duì)接，前端聯(lián)接測(cè)試裝置的電光轉(zhuǎn)換電路13，電光轉(zhuǎn)換電路13由并串轉(zhuǎn)換的電光轉(zhuǎn)換器為主構(gòu)成，該電光轉(zhuǎn)換器的輸入端與編碼電路12的輸出端聯(lián)接。光纖終端備有接口，可與隔離型炮膛壓力測(cè)試接收裝置的光纖輸入端配套對(duì)接。在圖2中還示出信息采集傳感器1的安裝情況，這個(gè)傳感器1由壓電式壓力傳感器構(gòu)成，它是靈敏度為1.48pc/unit的型石英晶體壓力傳感器，如是Kistler公司的6215壓電式壓力傳感器。而炮膛壓力信息采集電路由信息采集傳感器1和信息放大電路2聯(lián)接組成，其信息采集傳感器1的輸出端聯(lián)接信息放大電路2的輸入端。圖3示出信息放大電路2的結(jié)構(gòu)，它由IC1集成電路塊運(yùn)算放大器為主構(gòu)成，其集成電路塊運(yùn)算放大器是個(gè)寬頻帶集成電路塊運(yùn)算放大器OPA2340。信息采集電路還設(shè)置有二階低通濾波器(它由集成電路塊OPA2340構(gòu)成)，它與信息放大電路2輸出端聯(lián)接。圖4、圖5示出了觸發(fā)電路5，包括觸發(fā)比較電路、多次重觸發(fā)電路，觸發(fā)比較電路由集成電路塊MAX931為主構(gòu)成(結(jié)構(gòu)見圖4)，其輸入端與二階低通濾波器輸出端聯(lián)接，觸發(fā)比較電路輸出端與多次重觸發(fā)電路的輸入端聯(lián)接，多次重觸發(fā)電路由兩片74HC04和一片74HC74集成電路塊為主構(gòu)成(結(jié)構(gòu)見圖5)，該電路輸出端與控制電路10聯(lián)接?？刂齐娐?0由多路的多級(jí)門控電路組成，即由IC6、IC12、IC20(均是74HC08)，IC7、IC8、IC10、IC11(均是74HC00集成電路塊)，IC9、I15(均是74HC32集成電路塊)，IC13、IC14(均是74HC04集成電路塊)共同功能聯(lián)接而成，它示在圖6中，該電路分別聯(lián)接并控制存儲(chǔ)電路6～9、觸發(fā)電路5、A/D轉(zhuǎn)換電路3、并串轉(zhuǎn)換與編碼電路12、數(shù)據(jù)總線的各控制端，還分別聯(lián)接并受控于觸發(fā)電路5、電源控制電路、與計(jì)算機(jī)17的接口電路11的控制輸出端。存儲(chǔ)電路由A組存儲(chǔ)電路6、地址電路7和B組存儲(chǔ)電路8、地址電路9功能聯(lián)接組成。A組存儲(chǔ)電路6為先進(jìn)先出存儲(chǔ)電路，它由兩片HM6264、一片HC4040、一片CC4024集成電路塊存儲(chǔ)器為主構(gòu)成，其地址電路7由13位的集成電路塊地址發(fā)生器為主構(gòu)成，可提供8kw存儲(chǔ)器的地址。B組存儲(chǔ)電路8由EM628512集成電路塊隨機(jī)存儲(chǔ)器為主構(gòu)成，存儲(chǔ)容量為512k×8，其寫入端聯(lián)接A/D轉(zhuǎn)換電路3的控制端，而讀出端與計(jì)算機(jī)17的接口電路11一輸入端聯(lián)接。其地址電路9由19位的集成電路塊地址發(fā)生器為主構(gòu)成，可提供512kw存儲(chǔ)器的地址。A/D轉(zhuǎn)換電路由A/D轉(zhuǎn)換集成電路塊AD9243為主構(gòu)成，其輸入端與二階低通濾波器輸出端聯(lián)接，其輸出端與數(shù)據(jù)總線聯(lián)接。圖7所示的編碼電路12是一個(gè)14位并行編碼的電路，編碼電路12由并串轉(zhuǎn)換電路聯(lián)接編碼電路組成，由并串轉(zhuǎn)換及編碼的集成電路塊為主構(gòu)成，如由集成電路塊74HC166、74HC74、74HC08等構(gòu)成。與計(jì)算機(jī)17聯(lián)接的接口電路11是并行式接口電路，該電路分別聯(lián)接并控制B組存儲(chǔ)電路8、控制電路10的控制端。時(shí)基電路16由晶體振蕩電路和分頻電路聯(lián)接組成，時(shí)基電路16分別聯(lián)接并控制A/D轉(zhuǎn)換電路3和A組存儲(chǔ)電路6的控制端，分頻電路由1M和16M的兩個(gè)分頻電路組成，它由集成電路塊EM03 16M構(gòu)成。數(shù)據(jù)總線是WEF/信號(hào)控制數(shù)據(jù)總線，它由數(shù)據(jù)總線控制器的集成電路塊74HC244為主構(gòu)成。電源控制電路由開關(guān)電路或/和門控電路功能聯(lián)接組成，聯(lián)接并控制電池和多路電源電路，它由集成電路塊LP2985為主構(gòu)成?；鶞?zhǔn)電路供給運(yùn)算放大器、A/D轉(zhuǎn)換器偏置供電的電路，它由集成電路塊ADR290為主構(gòu)成。其它未提及的電路都可用公知技術(shù)設(shè)計(jì)制作。還有，以上各電路所述使用的集成電路塊都是公知市售的集成電路塊，也可用其它公知和商售的電子元器件、集成電路塊組裝制作。所述的以上各電路也可用公知技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，只要能實(shí)現(xiàn)以上所述的各電路之功能的均可使用。
實(shí)施例二.隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置本例的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置具體結(jié)構(gòu)由圖1～圖7聯(lián)合示出。該裝置包括殼體18及其內(nèi)組裝的炮膛壓力的信息采集部分、信息處理部分、信息輸出部分以及它們的輔助部分。圖1所示的是隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置電路結(jié)構(gòu)方框圖，圖2則示出該例的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置實(shí)體結(jié)構(gòu)剖示圖。圖3～圖7則聯(lián)合示出該例隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置的一些電路的具體結(jié)構(gòu)。與實(shí)施例一不同的是1.該測(cè)試裝置殼體的第一層22——外筒等，是磁導(dǎo)率較高的屏蔽磁場(chǎng)層，是用磁導(dǎo)率較高的鑄鐵等材料作屏蔽磁場(chǎng)層。2.信息放大電路2由集成電路塊運(yùn)算放大器OPA340為主構(gòu)成。3.A/D轉(zhuǎn)換電路由A/D轉(zhuǎn)換集成電路塊AD9240為主構(gòu)成。其余未述的全同于實(shí)施例一中所述的，不再重述。
權(quán)利要求1.一種隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置，該裝置包括殼體及其內(nèi)組裝的炮膛壓力的信息采集部分、信息處理部分、信息輸出部分以及它們的輔助部分，其中信息采集部分包括信息采集的傳感器、放大電路及其輸出端，信息處理部分包括信息輸入電路、觸發(fā)電路、計(jì)數(shù)電路、存儲(chǔ)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、控制電路、并串轉(zhuǎn)換電路、編碼電路，信息輸出部分包括光輸出與接口的電路，它們有電信息輸入端、電光轉(zhuǎn)換電路、光輸出端及光纖傳輸纜線，輔助部分包括與計(jì)算機(jī)的接口電路、時(shí)基電路、基準(zhǔn)電路、數(shù)據(jù)控制總線、電源控制電路、電池和電源電路，以及組裝各部分電路的電子元件、器件、組件、部件、集成電路塊、電路板、聯(lián)接導(dǎo)線與纜線，功能聯(lián)接組裝結(jié)構(gòu)成隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置，特征在于該隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置設(shè)置有多級(jí)屏蔽層構(gòu)成抗強(qiáng)電磁場(chǎng)的殼體，電磁屏蔽外殼內(nèi)的炮膛壓力信息實(shí)時(shí)測(cè)試機(jī)構(gòu)與實(shí)時(shí)壓力信息存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)，以及帶的傳輸炮膛壓力實(shí)時(shí)測(cè)試信息的隔離型超長(zhǎng)光纖纜線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置，特征在于所述的多級(jí)屏蔽層構(gòu)成抗強(qiáng)電磁場(chǎng)的殼體是三級(jí)封閉型屏蔽層結(jié)構(gòu)的，其第一級(jí)是磁導(dǎo)率較高的屏蔽磁場(chǎng)層，第二級(jí)是電導(dǎo)率較高的屏蔽電場(chǎng)層，第三級(jí)是屏蔽電路模塊外圍的磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率良好的復(fù)合屏蔽層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置，特征在于a.所述的隔離型光纖傳輸纜線是超長(zhǎng)的隔離型高速傳輸光纖纜線，其長(zhǎng)度≥120m，其前端與隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置的光纖輸出端配套對(duì)接，其終端可與隔離型炮膛壓力測(cè)試接收裝置的光纖輸入端配套對(duì)接；b.所述的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置的電路模塊全部用灌封膠灌封固化成電路體并組裝在多級(jí)屏蔽層構(gòu)成抗強(qiáng)電磁場(chǎng)的殼體中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置，特征在于a.所述的炮膛壓力信息采集電路由信息采集傳感器、信息放大電路聯(lián)接組成，信息采集傳感器由壓電式壓力傳感器構(gòu)成，其輸出端聯(lián)接信息放大電路的輸入端；信息放大電路由集成電路塊運(yùn)算放大器為主構(gòu)成，其集成電路塊運(yùn)算放大器是個(gè)寬頻帶集成電路塊運(yùn)算放大器；b.所述的觸發(fā)電路包括觸發(fā)比較電路、多次重觸發(fā)電路，觸發(fā)比較電路的輸入端與二階低通濾波器輸出端聯(lián)接，觸發(fā)比較電路輸出端與多次重觸發(fā)電路的輸入端聯(lián)接，多次重觸發(fā)電路輸出端與控制電路聯(lián)接；c.所述的控制電路由多路的多級(jí)門控電路組成，它們分別聯(lián)接并控制存儲(chǔ)電路、觸發(fā)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、并串轉(zhuǎn)換與編碼電路、數(shù)據(jù)總線的各控制端，它們還分別聯(lián)接并受控于觸發(fā)電路、電源控制電路、計(jì)算機(jī)的接口電路的控制輸出端；d.所述的存儲(chǔ)電路由A組存儲(chǔ)電路、地址電路和B組存儲(chǔ)電路、地址電路功能聯(lián)接組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置，特征在于a.所述的時(shí)基電路由晶體振蕩電路和分頻電路聯(lián)接組成，時(shí)基電路分別聯(lián)接并控制A/D轉(zhuǎn)換電路和A組存儲(chǔ)電路的控制端；b.所述的與計(jì)算機(jī)聯(lián)接的接口電路是并行式接口電路，該電路分別聯(lián)接并控制B組存儲(chǔ)電路、控制電路的控制端；c.所述的電源控制電路由開關(guān)電路或/和門控電路功能聯(lián)接組成，它們聯(lián)接并控制電池和多路電源電路；d.所述的數(shù)據(jù)總線是WEF/信號(hào)控制數(shù)據(jù)總線，它由數(shù)據(jù)總線控制器的集成電路塊為主構(gòu)成；e.所述的壓電式壓力傳感器是靈敏度為1.48pc/unit的型石英晶體壓力傳感器；所述的炮膛壓力信息采集電路還設(shè)置有二階低通濾波器，它與集成電路塊運(yùn)算放大器輸出端聯(lián)接；f.所述的編碼電路由并串轉(zhuǎn)換電路聯(lián)接編碼電路組成，編碼電路由編碼集成電路塊為主構(gòu)成，并串轉(zhuǎn)換電路由并串轉(zhuǎn)換的集成電路塊為主構(gòu)成；g.所述的A/D轉(zhuǎn)換電路由A/D轉(zhuǎn)換集成電路塊為主構(gòu)成，其輸入端與二階低通濾波器輸出端聯(lián)接，其輸出端與數(shù)據(jù)總線聯(lián)接；h.所述的存儲(chǔ)電路之A組存儲(chǔ)電路為先進(jìn)先出存儲(chǔ)電路，它由集成電路塊存儲(chǔ)器為主構(gòu)成，其地址電路由13位集成電路塊地址發(fā)生器為主構(gòu)成；i.所述的存儲(chǔ)電路之B組存儲(chǔ)電路由集成電路塊隨機(jī)存儲(chǔ)器為主構(gòu)成，其地址電路由19位集成電路塊地址發(fā)生器為主構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置，特征在于a.所述的編碼電路是14位并行編碼的電路，它由并串轉(zhuǎn)換與編碼的集成電路塊為主構(gòu)成；b.所述的A組存儲(chǔ)電路由先進(jìn)先出集成電路塊存儲(chǔ)器構(gòu)成；c.所述的B組存儲(chǔ)電路由集成電路塊隨機(jī)存儲(chǔ)器構(gòu)成，其寫入端聯(lián)接A/D轉(zhuǎn)換電路控制端，而讀出端與計(jì)算機(jī)的接口電路一輸入端聯(lián)接；d.所述的分頻電路由1M和16M的兩個(gè)分頻電路組成；e.所述的基準(zhǔn)電路是個(gè)供給運(yùn)算放大器、A/D轉(zhuǎn)換器偏置供電的電路，它由集成電路塊為主構(gòu)成。
專利摘要公開的隔離型炮膛壓力測(cè)試裝置屬電子測(cè)試儀器技術(shù)領(lǐng)域，該裝置包括殼體及其內(nèi)組裝的炮膛壓力的信息采集部分、信息處理部分、信息輸出部分以及它們的輔助部分，特點(diǎn)在于它有抗推電磁場(chǎng)的電磁屏蔽外殼，首先確保測(cè)試裝置的實(shí)用性、可靠性和測(cè)試精度；其次采用高速度、低功耗、抗干擾光纖傳輸技術(shù)，設(shè)置有超長(zhǎng)的隔離型高速低耗傳輸?shù)墓饫w纜線，確保測(cè)試信息的實(shí)時(shí)傳輸；結(jié)合測(cè)試與存儲(chǔ)技術(shù)，設(shè)置殼體內(nèi)的炮膛壓力信息實(shí)時(shí)測(cè)試與實(shí)時(shí)存儲(chǔ)的電路，在火炮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽下炮膛壓力的實(shí)時(shí)測(cè)試、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)傳輸相結(jié)合的新技術(shù)與裝置；該裝置設(shè)計(jì)先進(jìn)，結(jié)構(gòu)合理，精密穩(wěn)定，可靠實(shí)用，是研制新式火炮武器所必須的測(cè)試儀器裝備，值得推廣使用。
文檔編號(hào)G08C23/00GK2735470SQ20042009194
公開日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2004年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月12日
發(fā)明者祖靜, 裴東興, 謝潯, 李新娥 申請(qǐng)人:華北工學(xué)院