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气固两相流场中固体颗粒对弹底撞击应力测试技术研究

程啟华

   本文研究膛内异常现象探测技术,通过在弹丸上安装传感器探测火炮发射时火药颗粒应力及其对弹底的撞击力,获得火炮发射时的膛内异常现象状态参数,对于研究、提高火炮发射时的安全性具有重要意义。 论文分析了膛内异常现象发生机理,提出了火药固体颗粒对弹底撞击应力测试方案。设计了膛内异常探测系统的总体结构,阐述了IT测试的关键技术及其解决途径。 论证了利用PVDF压电薄膜测量火药颗粒对弹底撞击应力(简称IT应力)方案的可行性,重点讨论了IT应力传感器结构设计及PVDF压电薄膜的工程应用技术,制成了可用的IT应力传感器;针对IT应力传感器受瞬态高温冲击问题,建立了相应理论模型并提出了改进措施;分析了影响传感器测量精度的因素并提出了改进措施。 在PVDF压电薄膜的许用温度范围内对IT应力传感器进行了温度试验研究,得到了IT应力传感器的温度特性。用活塞式压力计对IT应力传感器进行静态标定,得到了IT应力传感器的静态特性参数,为IT应力传感器静态标定设计了可用的压力接口装置,其中密封结构有效地解决了大敏感面积压力传感器静态标定时的泄漏问题。 设计了弹载压电传感器调理电路及基于PCM编码的信号传输系统,并对系统进行了集成。针对弹载压电传感器调理电路输入阻抗不足而导致的低频特性差的问题,提出了基于CPLD的实时数字补偿滤波器设计方法。由于弹载运算放大器不能通过手动方式进行复位,因此设计了适于弹丸上使用的微型化电源及电源启动模块,通过对电源通断的控制从而对运算放大器进行复位控制,有效地减小了由于传感器零点漂移导致的误差。 利用制作的IT应力传感器以及压力加速度复合传感器,进行了测试系统的集成,并在模拟试验装置上进行了试验,获得了有效数据并对数据作了初步的分析。 研究了低频特性不足的传感器比对标定技术,采用补尾取样的数据截取方法对比较标定传感器信号进行了数据处理,解决了因试验数据的截断而带来的频谱泄漏问题。……   
[关键词]:膛内异常现象探测;PVDF压电薄膜;压力传感器;静态标定;PCM调制;内弹道;比对标定
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:南京理工大学2007年
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