一种新型的瞬变微变电容检测系统的研究

【摘要】火炮发射时其膛内燃气压力及其随时间的变化规律是内弹道性能的重要标志量。它不但影响火炮内弹道的性能，而且对火炮、弹丸、装药及引信的设计有着重要的影响。因此，膛压随时间的变化规律，即P—T曲线，是科研单位从产品设计到最终定型过程中必须测量的参量。以便于了解火药的燃烧特性，为产品的各个参数的设定提供依据，因此，膛压测试技术的发展至关重要。本文通过研究壳体与传感器一体化的电容测压器，设计了一种瞬变微变电容检测系统。减小了测试仪器的体积、降低了测试仪器的成本、着重解决了测试数据不便于分析处理的问题。.本文在查阅大量资料的基础上，通过分析综合，计算仿真和实验相结合的方法，具体开展了以下几个方面的研究。通过分析当前膛压测试仪的特点和应用环境，以及壳体电容在膛压作用下的动态变化规律，研制了一种基于壳体电容充放电原理的瞬变微变电容检测电路。该电路主要包括三个部分：信号调理电路、电源管理电路、单片机数据采集、存储电路。通过理论分析计算，对电路的各个参数进行确定。通过Multisim软件对信号调理电路进行仿真，观察了电容充放电的变化过程。对硬件电路进行设计并通过实验分析了采集信号的误差变化规律，指出了误差可能的来源并提出改进的措施。详细分析了对采集到的数据进行数据处理的过程，通过对电路的合理设计，使得采集到的电压信号与膛压导致的电容变化有了确定的数学关系，且采集到的信号几乎能够覆盖电容振荡频率变化的绝大部分范围。
【作者】郭凯；
【导师】马铁华；李新娥；
【作者基本信息】中北大学，测试计量技术及仪器，2014，硕士
【关键词】火炮；膛压测试；壳体电容；测压器；电容检测电路；

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