高速轉臺環(huán)境下發(fā)動機壓力測量系統(tǒng)研究.pdf

1、高速旋轉固體火箭發(fā)動機試驗中，發(fā)動機點火產(chǎn)生的壓力是研究發(fā)動機旋轉效應下性能的重要參數(shù)之一。如何獲取準確的壓力數(shù)據(jù)是構建可靠測量系統(tǒng)的重點和難點。以往的壓力測量方案都有著系統(tǒng)龐大，數(shù)據(jù)準確度不高，無法實時監(jiān)控等不足。為了解決以上問題，本文設計出了一種可擴展測量轉臺上其它物理量、能進行大容量數(shù)據(jù)存儲的高速轉臺環(huán)境下發(fā)動機壓力測量系統(tǒng)。
　　本課題在綜合比較國內外旋轉發(fā)動機地面測試系統(tǒng)的基礎上，根據(jù)現(xiàn)有的旋轉試驗臺，分析項目需求，確定

2、了電池供電，測試倉存儲，無線實時傳輸?shù)姆桨?，選擇了薄膜濺射式壓力傳感器，研究了旋轉對壓力測量和無線傳輸?shù)挠绊?，設計了相應的硬件平臺和軟件實現(xiàn)。
　　系統(tǒng)硬件以嵌入式處理器STM32F407IG為核心搭建主控模塊，配合通用的信號調理模塊、射頻模塊、共形天線。信號調理模塊支持傳感器輸出4～20mA或0～5V標準工業(yè)信號以及毫伏級小信號。主控模塊，完成模數(shù)轉換，將數(shù)據(jù)存入128Gbit大容量NANDFlash中并通過射頻模塊發(fā)送出去，由

3、監(jiān)控終端實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲。這兩種數(shù)據(jù)管理方式，可以適應不同環(huán)境下的試驗要求。射頻模塊選用ZigBee片上系統(tǒng)解決方案，并配備射頻前端放大器，在網(wǎng)內廣播通信。使用HFSS軟件仿真設計的圓柱微帶共形全向天線，能夠確保試驗臺旋轉過程中，接收和發(fā)送的連續(xù)性。在此硬件基礎上，本文編寫了嵌入式系統(tǒng)相關軟件和射頻通訊軟件。
　　本文最后介紹了硬件平臺和整體性能測試。結果表明，各模塊可以實現(xiàn)基本功能，對未來獲取更加精準的壓力數(shù)據(jù)具有工程參考價值和應用