空氣爆炸測(cè)試介紹 

空氣爆炸測(cè)試不僅是航空航天和國(guó)防部門(mén)一個(gè)重要的測(cè)試組成部分，在其他場(chǎng)合，爆炸也是是測(cè)試程序的重要部分，例如安全氣囊， 爆炸試驗(yàn)也被用于測(cè)試車(chē)輛保護(hù)結(jié)構(gòu)的完整性。 對(duì)空氣爆炸沖擊波試驗(yàn)的分析，對(duì)于表征產(chǎn)生壓力波的能量的快速釋放和恢復(fù)到正常的環(huán)境條件具有重要意義。 因此，可以進(jìn)行不同類(lèi)型的測(cè)試，如自由空氣，定向或包含的空氣爆炸，以測(cè)量產(chǎn)生的沖擊波。這個(gè)過(guò)程是一個(gè) 高度動(dòng)態(tài)的事件，因此，需要高度動(dòng)態(tài)的德維創(chuàng)測(cè)量系統(tǒng)來(lái)捕獲所有的數(shù)據(jù)以進(jìn)行重要的評(píng)估。數(shù)據(jù)的不完整或丟失會(huì)產(chǎn)品不可接受的影響，必須以任何可能的方式加以避免。需要具有高速采樣率的高可靠的測(cè)量系統(tǒng)來(lái)滿(mǎn)足所有這些要求。 

空氣爆炸測(cè)試挑戰(zhàn)和德維創(chuàng)解決方案 

為了避免測(cè)量誤差，有很多事情需要注意，比如在這個(gè)惡劣的環(huán)境中選擇正確的傳感器，同時(shí)選擇正確的測(cè)量系統(tǒng)也有助于測(cè)量過(guò)程。知道能夠在不丟失任何數(shù)據(jù)的情況下執(zhí)行可靠的測(cè)量可以防止挫折，因?yàn)橹挥幸淮螜C(jī)會(huì)來(lái) 執(zhí)行爆炸測(cè)試。對(duì)于爆炸測(cè)試，使用了不同類(lèi)型的傳感器。通常需要使用加速度計(jì)（如PCB 3503A1160KG、DTS 6DX PRO、 Endevco 7270A）、力和應(yīng)變傳感器來(lái)測(cè)量DUT（如PCB 740B02）和壓力傳感器（如PCB 137B24B）或溫度傳感器 （如Exergen IRt/c.100A）來(lái)測(cè)量波的傳播。 為了取得成功的結(jié)果，所有這些傳感器都可以與TRION3-1850-MULTI一起使用。每個(gè)通道5 MS/s的高采樣率保證 了捕獲由空氣爆炸產(chǎn)生的所有重要數(shù)據(jù)。壓力波達(dá)到峰值的事件只持續(xù)幾微秒，而不是一個(gè)線性的過(guò)程，因此， 有盡可能多的信息來(lái)重建這個(gè)事件是很重要的。因此，高采樣率、優(yōu)異的交流精度和高動(dòng)態(tài)范圍（140 dB信噪比 ）是必要的。 不同采樣率的影響如圖所示。除了每個(gè)通道的高采樣率外，每個(gè)通道的所有數(shù)據(jù)都有不同類(lèi)型的傳感器（如 IEPE?、電壓、橋接等）。用相同的測(cè)量放大器進(jìn)行測(cè)量，從而確保了通道與通道的相位失配低于10ns的完美同步。這是TRION3-1850-MULTI的關(guān)鍵特性之一，對(duì)成功的測(cè)量和結(jié)果有很大的好處。 

不同樣品速率對(duì)步躍響應(yīng)的影響 

為了測(cè)量這種沖擊波的膨脹，傳感器可以分布在多個(gè)位置。因此，在這種惡劣的環(huán)境中必須使用長(zhǎng)電纜。當(dāng)使用 IEPE?（集成電子壓電電）傳感器時(shí)，需要高電流將信號(hào)從源驅(qū)動(dòng)到測(cè)量系統(tǒng)，而不限制旋轉(zhuǎn)速率。為了做到這 一點(diǎn)，需要大電流，否則信號(hào)將被衰減和扭曲的測(cè)量結(jié)果。 對(duì)于一個(gè)只能執(zhí)行一次的測(cè)試，這是一個(gè)非常不可取的影響。通常，IEPE?傳感器的內(nèi)部電子設(shè)備由數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)的4 mA或8 mA恒流源供電?？紤]到傳感器本身大約需要1 mA，沒(méi)有多少剩余來(lái)驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過(guò)線路。如下式所示 ，電壓和電容之間存在反比關(guān)系，因?yàn)镃是電纜電容。 

為了計(jì)算特定信號(hào)振幅的無(wú)失真頻率，以下方程表示一個(gè)近似值。

德維創(chuàng)的多通道數(shù)采模塊TRION3-1850-MULTI具有2 MHz的帶寬和高達(dá)20 mA的自由可編程IEPE?激勵(lì)電流，以避免電壓信號(hào)衰減的任何有害影響。 應(yīng)變計(jì)和橋電路也用于記錄爆炸測(cè)試的數(shù)據(jù)。對(duì)于這種高速測(cè)量，建議使用全橋式電路。其原因是由此產(chǎn)生的差分輸出信號(hào)。差分信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)是，外部干擾表現(xiàn)為共模干擾，因此，可以被共模抑制所阻尼。 TRION3-1850-MULTI支持不僅不同 橋梁類(lèi)型，如四分之一，一半和全橋，但也有 不同的線路連接，取決于橋架的連接電路例如，該模塊支持2線、3線和4線四分之一橋與內(nèi)部橋的連接 完成120 Ω，350 Ω和1000 Ω。 TRION3-1850-MULTI的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是易于使用的濾波設(shè)置。默認(rèn)情況下，輸入的信號(hào)是用8階貝塞爾濾波器進(jìn)行低通濾波的，截止頻率為30%的樣本率。有了這些設(shè)置時(shí)，它將確保不發(fā)生混疊效果， 而且這個(gè)信號(hào)也不會(huì)被失真。而巴特沃斯濾波器可能有更高的交流精度，它顯示出一個(gè)振蕩- 對(duì)于步進(jìn)響應(yīng)。貝塞爾濾波器是更多的 比巴特沃斯更方便的快速，短暫的事件過(guò)濾器，因?yàn)橛懈玫牟竭M(jìn)響應(yīng)。的一個(gè)例子 階躍響應(yīng)與這兩種類(lèi)型的濾波器，貝塞爾和巴特沃斯。 此外，TRION3-1850-MULTI使用SAR ADC而不是Sigma-Delta（ΣΔ）ADC。在測(cè)量快速事件時(shí)，這是一個(gè)很大的好處。與ΣΔ ADC相比，SAR ADC在輸入和輸出之間的延遲要小得多。此外，SAR ADC具有一個(gè)非常低的噪聲地板， 這導(dǎo)致了一個(gè)很高的動(dòng)態(tài)范圍和信噪比為140 dB，如前所述。所有這些優(yōu)點(diǎn)使SAR ADC在測(cè)量快速、瞬態(tài)事件時(shí)成為更好的選擇。  

空氣爆炸測(cè)試結(jié)論 

爆炸測(cè)試不僅要在惡劣的條件下進(jìn)行，而且也不能毫不費(fèi)力地重復(fù)進(jìn)行。特別是因?yàn)檫@個(gè)原因，不僅要有一個(gè)良好的傳感器選擇，而且要有一個(gè)可靠的測(cè)量系統(tǒng)。 為了利用一次爆炸測(cè)試的幾秒鐘，高端的TRION3-1850-MULTI是一個(gè)完美的解決方案，以每個(gè)通 道5 MS/s的高采樣率捕獲所有的數(shù)據(jù)。2 MHz的帶寬，自由可編程的IEPE?勵(lì)磁電流高達(dá)20 mA，簡(jiǎn)單的濾波器設(shè) 和不同傳感器類(lèi)型的所有通道的完美同步，保證了很好的測(cè)量結(jié)果。