火箭测试平台多通道脉动压力微弱信号调理电路设计
2021-04-08
装备环境工程 2021年3期
(中国工程物理研究院总体工程研究所,四川 绵阳 621900)
火箭测试平台用于再入环境参数(脉动压力、温度和振动等)的测量,为再入飞行力热环境预测提供数据支撑。脉动压力是再入环境中的重要参数,对结构响应影响很大[1-2],通过获取再入飞行过程中多个测点脉动压力测试数据,可为脉动压力和结构响应的数值模拟预测技术研究提供数据支撑。
火箭测试平台多通道脉动压力微弱信号调理电路主要实现飞行过程中40 个通道脉动压力传感器的微弱信号调理、放大及数字化,并适配于后端的数据采集及回收等。脉动压力微弱信号调理电路设计与脉动压力传感器息息相关。脉动压力传感器分别为10、15、25 PSI 共计3 种量程的绝压型传感器,传感器均为压阻原理,其电阻结构为电桥形式。通过对传感器电桥进行恒压供电,并检测电桥输出端的电压变化,可实现脉动压力信号的测量。脉动压力传感器的供电电压为+10 V,传感器的输出为0~100 mV。对飞行过程中Pa 级的脉动压力信号,折算到脉动压力传感器(15 PSI 量程)的输出为1 Pa 约对应1 μV,属于微弱信号测量范畴,应进行微弱信号调理电路设计。
中国空气动力研究与发展中心开展了脉动压力信号测量技术研究,其采用基于VXI 总线的多通道信号调理及采集系统,该系统体积较大,可实现在地面试验过程中的脉动压力微弱信号测量等工作[3-4]。北京航空航天大学研究了风洞试验中的脉动压力测量方法,系统硬件也是基于VXI 总线的高速数据采集系统设计的[5]。……
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