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可靠的空气爆炸试验
发布时间:22-11-10 16:49浏览次数:118

空气爆炸测试介绍 

空气爆炸测试不仅是航空航天和国防部门一个重要的测试组成部分,在其他场合,爆炸也是是测试程序的重要部分,例如安全气囊, 爆炸试验也被用于测试车辆保护结构的完整性。 对空气爆炸冲击波试验的分析,对于表征产生压力波的能量的快速释放和恢复到正常的环境条件具有重要意义。 因此,可以进行不同类型的测试,如自由空气,定向或包含的空气爆炸,以测量产生的冲击波。这个过程是一个 高度动态的事件,因此,需要高度动态的德维创测量系统来捕获所有的数据以进行重要的评估。数据的不完整或丢失会产品不可接受的影响,必须以任何可能的方式加以避免。需要具有高速采样率的高可靠的测量系统来满足所有这些要求。 

空气爆炸测试挑战和德维创解决方案 

为了避免测量误差,有很多事情需要注意,比如在这个恶劣的环境中选择正确的传感器,同时选择正确的测量系统也有助于测量过程。知道能够在不丢失任何数据的情况下执行可靠的测量可以防止挫折,因为只有一次机会来 执行爆炸测试。对于爆炸测试,使用了不同类型的传感器。通常需要使用加速度计(如PCB 3503A1160KG、DTS 6DX PRO、 Endevco 7270A)、力和应变传感器来测量DUT(如PCB 740B02)和压力传感器(如PCB 137B24B)或温度传感器 (如Exergen IRt/c.100A)来测量波的传播。 为了取得成功的结果,所有这些传感器都可以与TRION3-1850-MULTI一起使用。每个通道5 MS/s的高采样率保证 了捕获由空气爆炸产生的所有重要数据。压力波达到峰值的事件只持续几微秒,而不是一个线性的过程,因此, 有尽可能多的信息来重建这个事件是很重要的。因此,高采样率、优异的交流精度和高动态范围(140 dB信噪比 )是必要的。 不同采样率的影响如图所示。除了每个通道的高采样率外,每个通道的所有数据都有不同类型的传感器(如 IEPE®、电压、桥接等)。用相同的测量放大器进行测量,从而确保了通道与通道的相位失配低于10ns的完美同步。这是TRION3-1850-MULTI的关键特性之一,对成功的测量和结果有很大的好处。 

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不同样品速率对步跃响应的影响 


为了测量这种冲击波的膨胀,传感器可以分布在多个位置。因此,在这种恶劣的环境中必须使用长电缆。当使用 IEPE®(集成电子压电电)传感器时,需要高电流将信号从源驱动到测量系统,而不限制旋转速率。为了做到这 一点,需要大电流,否则信号将被衰减和扭曲的测量结果。 对于一个只能执行一次的测试,这是一个非常不可取的影响。通常,IEPE®传感器的内部电子设备由数据采集系 统的4 mA或8 mA恒流源供电。考虑到传感器本身大约需要1 mA,没有多少剩余来驱动信号通过线路。如下式所示 ,电压和电容之间存在反比关系,因为C是电缆电容。 

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为了计算特定信号振幅的最大无失真频率,以下方程表示一个近似值。

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德维创的多通道数采模块TRION3-1850-MULTI具有2 MHz的带宽和高达20 mA的自由可编程IEPE®激励电流,以避免电压信号衰减的任何有害影响。 应变计和桥电路也用于记录爆炸测试的数据。对于这种高速测量,建议使用全桥式电路。其原因是由此产生的差分输出信号。差分信号的优点是,外部干扰表现为共模干扰,因此,可以被共模抑制所阻尼。 TRION3-1850-MULTI支持不仅不同 桥梁类型,如四分之一,一半和全桥,但也有 不同的线路连接,取决于桥架的连接电路例如,该模块支持2线、3线和4线四分之一桥与内部桥的连接 完成120 Ω,350 Ω和1000 Ω。 TRION3-1850-MULTI的另一个优点是易于使用的滤波设置。默认情况下,输入的信号是用8阶贝塞尔滤波器进行低通滤波的,截止频率为30%的样本率。有了这些设置时,它将确保不发生混叠效果, 而且这个信号也不会被失真。而巴特沃斯滤波器可能有更高的交流精度,它显示出一个振荡- 对于步进响应。贝塞尔滤波器是更多的 比巴特沃斯更方便的快速,短暂的事件过滤器,因为有更好的步进响应。的一个例子 阶跃响应与这两种类型的滤波器,贝塞尔和巴特沃斯。 此外,TRION3-1850-MULTI使用SAR ADC而不是Sigma-Delta(ΣΔ)ADC。在测量快速事件时,这是一个很大的好处。与ΣΔ ADC相比,SAR ADC在输入和输出之间的延迟要小得多。此外,SAR ADC具有一个非常低的噪声地板, 这导致了一个很高的动态范围和信噪比为140 dB,如前所述。所有这些优点使SAR ADC在测量快速、瞬态事件时成为更好的选择。  


空气爆炸测试结论 

爆炸测试不仅要在恶劣的条件下进行,而且也不能毫不费力地重复进行。特别是因为这个原因,不仅要有一个良好的传感器选择,而且要有一个可靠的测量系统。 为了最大限度地利用一次爆炸测试的几秒钟,高端的TRION3-1850-MULTI是一个完美的解决方案,以每个通 道5 MS/s的高采样率捕获所有的数据。2 MHz的带宽,自由可编程的IEPE®励磁电流高达20 mA,简单的滤波器设 和不同传感器类型的所有通道的完美同步,保证了很好的测量结果。

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