多通道加速度傳感器在振動位移測量中的研究.pdf

1、火炮射擊時，發(fā)射火藥瞬時燃燒產(chǎn)生的巨大的氣流膨脹力，以及高速運動中的彈丸與炮膛之間的摩擦力，都會導(dǎo)致炮口發(fā)生振動。而這種振動也會反過來影響彈丸產(chǎn)生起始擾動，進而影響到火炮的射擊精度，以及對打擊目標的殺傷力和破壞力。因此，業(yè)內(nèi)常選擇炮口的振動位移作為炮口振動影響火炮射擊精度的指標之一。
　　由于火炮發(fā)射后，炮管附近會產(chǎn)生煙霧、炮口焰等復(fù)雜的環(huán)境因素，其對測量儀器的安全性和可靠性有很高的要求，因此對于炮口振動位移的測量通常采用的是非接

2、觸式的測量方法。該類方法測量精度較高，但是由于測量儀器安裝不便限制了測試點個數(shù)，導(dǎo)致無法進行炮口振動的全面測量。近些年隨著MEMS加速度計的發(fā)展，其體積以及重量變得越來越小，使得通過接觸式方法測量炮口振動成為一種選擇。
　　本論文設(shè)計了一套應(yīng)用MEMS加速度計測量炮口振動位移的加速度采集存儲系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對NAND FLASH編程時間的有效利用，使其存儲容量擴展到16GB。并且充分利用了FPGA內(nèi)部軟核的32位數(shù)據(jù)總線，使該系統(tǒng)

3、能夠同時采集32通道振動數(shù)據(jù)，達到了全面測量炮口振動的目的。
　　本論文首先介紹了采集存儲系統(tǒng)的硬件搭建以及多通道、數(shù)據(jù)同步采集的實現(xiàn)方式。然后介紹了加速度信號處理中直流分量以及多項式趨勢項的處理方法，重點介紹了本文提出的應(yīng)用于位移轉(zhuǎn)換的半周期積分算法及其優(yōu)化算法。最后通過設(shè)計的光放大法實驗以及圖像采集法實驗，驗證了該套系統(tǒng)以及相關(guān)理論算法的可行性。
　　本論文主要工作成果:(1)搭建了32通道的加速度傳感器數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)