具有高精度时空定位的动爆冲击波测试系统

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作者 徐泽辉 秦建 +1 位作者 王玉 王文廉 《中北大学学报(自然科学版)》 2025年第2期148-156,共9页

针对动爆环境下冲击波时空分布测量的高精度需求,设计了一种基于全球导航卫星系统(GNSS)同步授时与实时动态(RTK)差分定位技术的高精度时空定位分布式测试系统。系统以FPGA为控制核心,结合存储测试技术实现爆炸冲击波信号的自动记录,并... 针对动爆环境下冲击波时空分布测量的高精度需求,设计了一种基于全球导航卫星系统(GNSS)同步授时与实时动态(RTK)差分定位技术的高精度时空定位分布式测试系统。系统以FPGA为控制核心,结合存储测试技术实现爆炸冲击波信号的自动记录,并通过GNSS和RTK技术获取各测试节点的高精度时空信息,以实现动爆冲击波的精确时空分布测量。对该系统进行了时间同步精度验证和现场爆炸试验。时间精度验证中,不同测试节点的同步误差均在100 ns以内。在现场爆炸试验中,布设了8个测试节点在不同位置进行数据采集,每个节点通过RTK模块采集高精度的空间位置信息和时间数据,实现了节点的实时位置跟踪和时间同步。试验结果显示,沿爆炸物运动方向的节点超压峰值最高,达到122.15 kPa,垂直和反向方向的节点压力显著减弱。同时,根据各节点记录的冲击波前沿到达时间,冲击波传播速度在运动方向具有增强效应。本系统实现了动爆环境下冲击波的高精度时空分布测量,具备厘米级空间定位精度和100 ns的时间同步精度。 展开更多

关键词 冲击波测试 时空信息采集 RTK定位 分布式传感网络

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破片防护结构对冲击波测试影响的数值分析

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作者 郭庆 王文廉 +1 位作者 郭科科 江虹颖 《兵工自动化》 北大核心 2024年第5期66-70,共5页

针对防护结构对冲击波特征的影响,利用AUTODYN对防护结构条件下冲击波信号传播进行数值模拟。采用2D-Euler Multi-material算法进行仿真计算,将防护区域不同位置冲击波压力曲线、特征参数与空旷环境进行对比,分析防护结构与测点的距离... 针对防护结构对冲击波特征的影响,利用AUTODYN对防护结构条件下冲击波信号传播进行数值模拟。采用2D-Euler Multi-material算法进行仿真计算,将防护区域不同位置冲击波压力曲线、特征参数与空旷环境进行对比,分析防护结构与测点的距离及防护结构偏离冲击波传播方向的角度α对冲击波测试的影响。结果表明:在单向防护时,若达到正向防护(α=0)且防护结构与测点距离等于10倍圆柱直径时,压力峰值、正压作用时间和比冲量误差分别为0.51%、4.36%和1.91%;在多向防护时,以10倍直径距离分析,α=0时,压力峰值误差最小,为-0.43%;α=30°时,正压作用时间和比冲量误差更小,为-2.91%和0.66%。 展开更多

关键词 冲击波测试 防护结构 数值模拟 特征参数

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高精度冲击波测试压电适配器的研究 被引量：3

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作者 尤文斌 丁永红 +1 位作者 张超颖 白志强 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2021年第1期15-18,共4页

针对当前冲击波测试数据峰值和比冲量不一致的问题,从传感器及其适配电路入手,研究了适配器电路的传递函数。由冲击波经验公式构造冲击波正压激励信号,分析了冲击波超压信号特征参数受压电适配器高低通截止频率的影响。结果表明,压电适... 针对当前冲击波测试数据峰值和比冲量不一致的问题,从传感器及其适配电路入手,研究了适配器电路的传递函数。由冲击波经验公式构造冲击波正压激励信号,分析了冲击波超压信号特征参数受压电适配器高低通截止频率的影响。结果表明,压电适配电路中高通截止频率f_(H)≤0.09 Hz,低通截止频率f_(L)≥150 kHz时,冲击波峰值误差、正压持续时间误差和比冲量误差均小于2%.按该参数设计的电路经信号发生器模拟冲击波信号测试验证了分析的正确性。分析结果为冲击波测试适配电路设计提供了依据。 展开更多

关键词 爆炸力学 冲击波测试 电荷放大器 滤波器

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多次重触发冲击波测试记录仪的研究 被引量：5

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作者 张晓光 尤文斌 任小军 《中国电子科学研究院学报》 北大核心 2017年第6期614-619,共6页

鉴于现行冲击波存储测试方法存在无法完成高密度测试、实验效率低的问题,提出了一种基于单次冲击波测试记录仪的多次重触发改进设计方案。该方案以CPLD作为时序控制、MSP430作为控制核心,通过将存储地址分成16段,每段内部划分出循环存... 鉴于现行冲击波存储测试方法存在无法完成高密度测试、实验效率低的问题,提出了一种基于单次冲击波测试记录仪的多次重触发改进设计方案。该方案以CPLD作为时序控制、MSP430作为控制核心,通过将存储地址分成16段,每段内部划分出循环存储区间和顺序存储区间。在由信号数值和外部触发控制信号触发顺序记录前,数据在循环存储区间存储,触发后跳转至顺序存储区间,记满后跳转到下一段循环采集等待触发。利用MSP430单片机内部flash记录触发地址和循环区间的最大地址,解决了数据顺序读取和存储坏块的难题。实验结果表明该记录仪能实现连续16次触发,重启后续存功能。 展开更多

关键词 冲击波测试 多次重触发 MSP430 CPLD

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冲击波测试系统低频特性与补偿方法研究 被引量：6

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作者 徐浩 杜红棉 +2 位作者 范锦彪 祖静 王凌宇 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期109-116,共8页

为提高冲击波超压峰值的测量精度,多数学者把重点集中在系统高频特性研究上,以拓宽带宽的方式提高峰值测试的准确性。冲击波另外两个主要参数正压作用时间、比冲量却和测试系统的低频特性息息相关。针对实爆中出现的不同传感器正压作用... 为提高冲击波超压峰值的测量精度,多数学者把重点集中在系统高频特性研究上,以拓宽带宽的方式提高峰值测试的准确性。冲击波另外两个主要参数正压作用时间、比冲量却和测试系统的低频特性息息相关。针对实爆中出现的不同传感器正压作用时间差异较大的问题,对冲击波信号进行了边际谱分析,获得了信号的低频特性。建立了一阶参数模型来表征低频特性,通过激波管试验数据获取了7种系统的低频模型参数。采用零极点配置法设计了低频补偿模型。结果表明:冲击波测试系统低频特性严重影响冲击波信号正压作用时间测试准确性,基于低频特性补偿的数据处理方法可以有效的提高冲击波信号正压作用时间、比冲量地测试精度。 展开更多

关键词 冲击波测试系统 低频特性 正压作用时间 激波管实验

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冲击波测试系统统一时基的断线触发方式 被引量：5

6

作者 刘嘉慧 崔春生 +1 位作者 刘双峰 刘丁 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期92-96,共5页

针对目前冲击波超压测试仪无法统一时间基准问题,提出了一种冲击波测试系统统一时基的断线触发方式。该方式采用断线外触发技术为多台测试仪提供同一触发信号,利用光电隔离技术降低电磁干扰,实现了多台测试仪同步触发,为测试系统提供了... 针对目前冲击波超压测试仪无法统一时间基准问题,提出了一种冲击波测试系统统一时基的断线触发方式。该方式采用断线外触发技术为多台测试仪提供同一触发信号,利用光电隔离技术降低电磁干扰,实现了多台测试仪同步触发,为测试系统提供了统一的时间基准,数据采集完整,能够有效捕获炸点时刻及各测点冲击波传播时间。实验验证结果表明,采用断线触发方式的测试系统时基统一、响应快速、稳定可靠、操作简单、适用性强,为多测点冲击波测试实验提供了一种实现方案。 展开更多

关键词 断线触发 统一时基 冲击波测试 冲击波传播时间

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BP网络在冲击波测试系统动态特性校正中的应用 被引量：1

7

作者 张晓光 尤文斌 +1 位作者 刘浩 牛跃听 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期93-96,共4页

鉴于由国产传感器构成的爆炸场冲击波测试系统的动态特性不理想,引起冲击波测试数据失真的问题。为了改善传测试系统的动态特性况,使用BP神经网络、测试系统输出、测试系统理想模型分别构建系统辨别神经网络模拟和动态补偿神经网络模型... 鉴于由国产传感器构成的爆炸场冲击波测试系统的动态特性不理想,引起冲击波测试数据失真的问题。为了改善传测试系统的动态特性况,使用BP神经网络、测试系统输出、测试系统理想模型分别构建系统辨别神经网络模拟和动态补偿神经网络模型的方法,经过训练和比较,最终得到具有动态补偿特性的测试系统模型。实验结果表明,该方法能够提高测试系统的有效工作频带。 展开更多

关键词 冲击波测试 BP神经网络 系统识别 动态补偿

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RBF网络在冲击波测试系统动态特性应用中的优势 被引量：2

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作者 田晓虹 尤文斌 +2 位作者 丁永红 张晓光 姚悦 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第5期124-128,174,共6页

针对冲击波实际测试系统的幅频特性曲线在截止频率前存在多个幅值各异的“鼓包”,造成输出信号严重畸变的现象,提出了基于径向基(RBF)网络的系统辨识与系统动态特性优化方法。利用RBF神经网络进行系统辨别模型和动态补偿模型的建立,对比... 针对冲击波实际测试系统的幅频特性曲线在截止频率前存在多个幅值各异的“鼓包”,造成输出信号严重畸变的现象,提出了基于径向基(RBF)网络的系统辨识与系统动态特性优化方法。利用RBF神经网络进行系统辨别模型和动态补偿模型的建立,对比RBF网络和BP网络对测试数据的训练成效,发现相较BP网络而言,利用RBF网络进行动态补偿后的输出信号与测试系统理性模型的输出信号之间有更好的一致性,残差均值为0.6×10-8,优化具有动态补偿特性的测试系统幅频特性曲线。得到结论:RBF神经网络具有比BP神经网络更好的泛化能力,冲击波测试系统动态性能在RBF神经网络训练后达到盍态补偿。 展开更多

关键词 冲击波测试系统 RBF神经网络 系统辨识

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冲击波测试仪姿态测量系统研究 被引量：1

9

作者 张超颖 丁永红 +2 位作者 裴东兴 尤文斌 张钰龙 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第5期198-202,共5页

为了准确评估楼宇、舱室、厂房或战舰等受限空间内爆炸冲击波的毁伤威力,消除由于测试仪的姿态改变造成的测试误差,设计了一种冲击波测试仪姿态测量系统及角度解算方法。通过MPU9250传感器采集因舱壁或墙壁的倒塌或形变引起测试仪姿态... 为了准确评估楼宇、舱室、厂房或战舰等受限空间内爆炸冲击波的毁伤威力,消除由于测试仪的姿态改变造成的测试误差,设计了一种冲击波测试仪姿态测量系统及角度解算方法。通过MPU9250传感器采集因舱壁或墙壁的倒塌或形变引起测试仪姿态变化的原始数据,采用四元数法进行姿态变换,结合系数优化的卡尔曼滤波算法对姿态角进行融合,并进行验证。实验结果表明:基于卡尔曼滤波的数据融合算法可行,降低了解算误差,满足对测试装置姿态数据采集分析的需求,为后续研究冲击波在受限空间的传播规律提供了依据。 展开更多

关键词 姿态测量系统 冲击波测试装置 四元数 卡尔曼滤波 MPU9250传感器

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基于压电薄膜的一体式冲击波测试系统 被引量：1

10

作者 郭庆 王毛凯 王文廉 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第2期162-167,175,共7页

冲击波压力测试在弹药试验和武器威力评估中发挥着重要的作用。爆炸试验的冲击波测试作为一种瞬态信号测试,对测试系统的动态性能和可靠性有很高的要求。本文在现有冲击波压力测试系统的基础上,研究了一种基于压电薄膜的一体式冲击波测... 冲击波压力测试在弹药试验和武器威力评估中发挥着重要的作用。爆炸试验的冲击波测试作为一种瞬态信号测试,对测试系统的动态性能和可靠性有很高的要求。本文在现有冲击波压力测试系统的基础上,研究了一种基于压电薄膜的一体式冲击波测试系统。将高频率响应的PVDF薄膜与电路结构进行一体化设计,完成信号感知、信号调理和信号采集存储,通过上位机读取存储数据并分析,可降低成本、减小体积、提高测试可靠性。对一体式测试系统进行了激波管标定实验及小型爆炸模拟试验,结果表明,测试系统具有上升时间8μs的动态性能,可实现分辨率12 bit下1 Msps的信号采样,总存储容量达1 MB,测试系统可初步用于爆炸场冲击波压力测试。 展开更多

关键词 压电薄膜 一体式设计 冲击波测试:瞬态信号 动态性能

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冲击波超压时基同步存储测试技术

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作者 刘豪 朱益辰 +3 位作者 毕荣 刘佳 崔浩然 崔建峰 《现代电子技术》 北大核心 2025年第6期1-8,共8页

冲击波超压测试作为评价武器性能的重要手段,其测试过程要求测试设备具有多通道、大容量数据存储和冲击波信号触发时间精确记录的功能。基于此,提出一种时基同步的冲击波超压存储测试技术。该技术以GPS卫星授时技术为基础,通过GPS模块... 冲击波超压测试作为评价武器性能的重要手段,其测试过程要求测试设备具有多通道、大容量数据存储和冲击波信号触发时间精确记录的功能。基于此,提出一种时基同步的冲击波超压存储测试技术。该技术以GPS卫星授时技术为基础,通过GPS模块输出的串行数据和PPS信号对设备系统时钟进行校准,并利用多通道数据存储技术实现对数据存储空间的管理和存储数据文件的检索。实验结果表明,采集设备间时基同步误差为256 ns,所研究的数据存储技术写入速度可达18.45 MB/s,可保证存储数据的完整性和采集设备数据的稳定存储。 展开更多

关键词 冲击波超压测试 GPS模块 时基同步技术 多通道数据存储 数据检索 写入测试

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针对个体防护的冲击波检测评估技术

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作者 胡勇 马天 +6 位作者 王俊龙 杜智博 黄献聪 嵇海宁 魏慧琳 柳占立 康越 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第4期1-32,共32页

随着新型弹药和大口径重炮的大规模使用,由爆炸冲击所致非接触式杀伤模式正在快速替代原先由子弹、破片等造成的直接接触性杀伤,其杀伤威力大、精度高等特点对作战人员和装备更具威胁。本文聚焦于爆炸冲击波检测评估技术,尤其关注个体... 随着新型弹药和大口径重炮的大规模使用,由爆炸冲击所致非接触式杀伤模式正在快速替代原先由子弹、破片等造成的直接接触性杀伤,其杀伤威力大、精度高等特点对作战人员和装备更具威胁。本文聚焦于爆炸冲击波检测评估技术,尤其关注个体防护领域。综述了包括实爆试验和激波管试验等典型爆炸冲击波测试环境,分析了电测法和非电测法等测试方法和手段的优劣;探讨了压阻式、压电式和光纤等多类型传感器的研究现状,强调了传感器向小型化、智能化的发展趋势,并提出了发展新型传感技术的迫切需求。介绍了结合人工智能技术的冲击波信号处理和超压场重构技术,研究了包括压缩感知技术、深度神经网络技术等新技术的应用落地成果;概述了国外典型便携式爆炸冲击波传感系统的整体情况,总结建议尽快开发具有我国自主知识产权的便携式爆炸冲击检测评估系统,以期提升作战人员在极端环境下的综合防护和紧急救治能力。 展开更多

关键词 爆炸冲击波 冲击波传感器 信号处理 个体防护 冲击波测试

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水下冲击波超压高速采集测试技术研究 被引量：6

13

作者 刘洋 张丕状 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期113-116,共4页

针对冲击波场测量中存在的通用测试系统采样速度较慢、布设不方便等问题,研制了具有增益可调和无线数据传输功能的新型高速冲击波压力测试系统,信号输入级使用电荷输出型压电传感器并设计了信号调理电路,存储模块使用铁电存储器实现高... 针对冲击波场测量中存在的通用测试系统采样速度较慢、布设不方便等问题,研制了具有增益可调和无线数据传输功能的新型高速冲击波压力测试系统,信号输入级使用电荷输出型压电传感器并设计了信号调理电路,存储模块使用铁电存储器实现高速存储省略了传统的缓存电路。经试验证明系统能够稳定运行,并能够适用多种电荷输出型传感器。 展开更多

关键词 电荷放大器 冲击波测试 铁电存储器

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冲击波存储测试系统的时基统一性研究 被引量：3

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作者 刘晓琦 尤文斌 +2 位作者 丁永红 白志强 胡时光 《弹箭与制导学报》 北大核心 2021年第1期80-83,共4页

针对冲击波存储测试系统时基统一性差,不能有效统一冲击波传播时间基准问题,研究一种基于光纤和卫星授时的冲击波超压存储测试系统。该测试系统采用光纤断线触发方式为多台测试系统提供统一触发信号,通过卫星授时模块实现对各个测试节... 针对冲击波存储测试系统时基统一性差,不能有效统一冲击波传播时间基准问题,研究一种基于光纤和卫星授时的冲击波超压存储测试系统。该测试系统采用光纤断线触发方式为多台测试系统提供统一触发信号,通过卫星授时模块实现对各个测试节点精确授时,实现多台冲击波超压测试系统的时基统一。试验表明该测试系统响应时间快,时间精度高,可以完成在统一时基下爆点时刻和冲击波来临时刻的准确测取。 展开更多

关键词 冲击波测试 时基统一 光纤技术 卫星授时

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柔性传感冲击波瞬态压力测试方法 被引量：8

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作者 柴栋梁 王文廉 《中国测试》 CAS 北大核心 2018年第12期91-95,共5页

针对爆炸场冲击波毁伤效应评估需求,研究一种柔性传感冲击波瞬态压力测试方法。在平面或弧面基底上研制专用的PVDF柔性薄膜传感器,通过存储测试技术记录压力信号,此方法适用于爆炸现场不同环境的测试。通过激波管校准系统分析薄膜传感... 针对爆炸场冲击波毁伤效应评估需求,研究一种柔性传感冲击波瞬态压力测试方法。在平面或弧面基底上研制专用的PVDF柔性薄膜传感器,通过存储测试技术记录压力信号,此方法适用于爆炸现场不同环境的测试。通过激波管校准系统分析薄膜传感器的动态特性,上升时间为100μs,可用于测量爆炸场冲击波压力。研制适用于柔性传感器的微型存储测试系统,以FPGA为控制核心,体积小于1 cm3,采样速率为1 MHz,存储容量为1 Mbit。利用小当量爆炸物进行冲击波的压力测试试验,结果表明,测试系统可初步应用于瞬态压力测试,可通过改进薄膜粘接工艺改善动态性能。 展开更多

关键词 柔性传感 PVDF 冲击波测试

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冲击波超压测试系统的时基高精度同步 被引量：4

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作者 刘宇 李顺 +1 位作者 李新娥 裴东兴 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期119-123,共5页

针对存储式冲击波超压测试系统时基不能高精度同步的问题,提出一种光纤触发与高精度算法结合的处理方法。利用光纤对不同装置同时发出触发信号,实现多个装置的同步触发;计数频率远大于测试装置的采样频率,对触发时刻和触发后第一个采样... 针对存储式冲击波超压测试系统时基不能高精度同步的问题,提出一种光纤触发与高精度算法结合的处理方法。利用光纤对不同装置同时发出触发信号,实现多个装置的同步触发;计数频率远大于测试装置的采样频率,对触发时刻和触发后第一个采样时刻之间的时间间隔进行计数;对相邻两个采样点之间进行插值处理,根据计数值N确定测试数据在时间轴上的位置,实现时基的高精度同步。该方法可使得测试系统在12 m布场距离处触发响应时间小于150 ns,测试系统的时间误差为30 ns,测试装置之间的同步误差为20 ns。该方法提高了测试系统的测量精度,可为冲击波传播规律的研究提供依据。 展开更多

关键词 冲击波超压测试 光纤触发 高精度算法 测量精度 时基同步

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毁伤威力场冲击波存储测试系统设计与研究 被引量：4

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作者 杨磊 尤文斌 +2 位作者 丁永红 王海霞 姚悦 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期47-50,共4页

针对冲击波超压测试中存在时基统一性差、存储数据难以及时获取等问题,设计了一种具有时基统一和关键数据快速获取功能的冲击波超压测试系统。系统通过北斗授时模块对测试节点精确授时,并利用外置触发导线断线瞬间产生脉冲使多个测试节... 针对冲击波超压测试中存在时基统一性差、存储数据难以及时获取等问题,设计了一种具有时基统一和关键数据快速获取功能的冲击波超压测试系统。系统通过北斗授时模块对测试节点精确授时,并利用外置触发导线断线瞬间产生脉冲使多个测试节点同时启动,实现时基统一;运用内触发地址回溯检索,精确定位关键数据存储位置,使用无线终端完成关键数据的获取。实验表明该系统能够确保多个测试节点时基统一以及关键数据的快速准确获取。 展开更多

关键词 时基统一 北斗授时 关键数据获取 冲击波测试

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冲击波超压测试系统U盘读数盒设计 被引量：1

18

作者 王玉全 杜红棉 杨帆 《电子器件》 CAS 北大核心 2016年第1期128-131,共4页

针对野外环境进行的冲击波测试读数和擦除操作繁琐的情况,为了提高冲击波超压测试的效率,提出自带电源、带有擦除功能的U盘读数盒的设计。该读数盒通过USB控制芯片CY7C68013的GPIF接口与测试装置通信并向测试装置发送时钟信号和控制信号... 针对野外环境进行的冲击波测试读数和擦除操作繁琐的情况,为了提高冲击波超压测试的效率,提出自带电源、带有擦除功能的U盘读数盒的设计。该读数盒通过USB控制芯片CY7C68013的GPIF接口与测试装置通信并向测试装置发送时钟信号和控制信号,将Flash中的数据暂时读入到其内部FIFO中。然后通过68013内部增强型8051单片机控制U盘文件管理芯片CH376S将数据存入到U盘中,实现对测试装置的U盘读数。通过现场实验证实,该读数盒可以简化野外冲击波测试繁琐的操作,提高冲击波测试的效率。 展开更多

关键词 冲击波超压测试 CY7C68013 U盘读数 固件

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水下爆破冲击波压力测试技术 被引量：2

19

作者 熊长汉 《爆破》 CSCD 1994年第3期11-14,共4页

本文介绍了水下爆破时水中冲击波荷载的测试技术，其中包括传感器研制，二、三次仪表，标定方法以及测试实例和数据处理。

关键词 爆破 水下爆破 冲击波压力测试 压力测量 传感器

全文增补中

舰用动爆冲击波记录系统的设计与应用 被引量：13

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作者 丁永红 尤文斌 马铁华 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期194-199,共6页

利用抗恶劣环境的存储测试技术,以单片机和CPLD为主控芯片,设计了一种舰用动爆冲击波记录系统。系统具备内、外触发功能,采用光纤传输触发信号,提高触发电路的抗干扰能力,确保系统具有同一时间基准和可靠触发。通过激波管校准实验和舰... 利用抗恶劣环境的存储测试技术,以单片机和CPLD为主控芯片,设计了一种舰用动爆冲击波记录系统。系统具备内、外触发功能,采用光纤传输触发信号,提高触发电路的抗干扰能力,确保系统具有同一时间基准和可靠触发。通过激波管校准实验和舰船实验,系统成功记录了冲击波信号,证明了该系统具有良好的实用性和可靠性。 展开更多

关键词 爆炸力学 冲击波测试 存储记录仪 动爆 激波管

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