空氣爆炸測試介紹 

空氣爆炸測試不僅是航空航天和國防部門一個重要的測試組成部分，在其他場合，爆炸也是是測試程序的重要部分，例如安全氣囊， 爆炸試驗(yàn)也被用于測試車輛保護(hù)結(jié)構(gòu)的完整性。 對空氣爆炸沖擊波試驗(yàn)的分析，對于表征產(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)行不同類型的測試，如自由空氣，定向或包含的空氣爆炸，以測量產(chǎn)生的沖擊波。這個過程是一個 高度動態(tài)的事件，因此，需要高度動態(tài)的德維創(chuàng)測量系統(tǒng)來捕獲所有的數(shù)據(jù)以進(jìn)行重要的評估。數(shù)據(jù)的不完整或丟失會產(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量系統(tǒng)來滿足所有這些要求。 

空氣爆炸測試挑戰(zhàn)和德維創(chuàng)解決方案 

為了避免測量誤差，有很多事情需要注意，比如在這個惡劣的環(huán)境中選擇正確的傳感器，同時選擇正確的測量系統(tǒng)也有助于測量過程。知道能夠在不丟失任何數(shù)據(jù)的情況下執(zhí)行可靠的測量可以防止挫折，因?yàn)橹挥幸淮螜C(jī)會來 執(zhí)行爆炸測試。對于爆炸測試，使用了不同類型的傳感器。通常需要使用加速度計（如PCB 3503A1160KG、DTS 6DX PRO、 Endevco 7270A）、力和應(yīng)變傳感器來測量DUT（如PCB 740B02）和壓力傳感器（如PCB 137B24B）或溫度傳感器 （如Exergen IRt/c.100A）來測量波的傳播。 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，而不是一個線性的過程，因此， 有盡可能多的信息來重建這個事件是很重要的。因此，高采樣率、優(yōu)異的交流精度和高動態(tài)范圍（140 dB信噪比 ）是必要的。 不同采樣率的影響如圖所示。除了每個通道的高采樣率外，每個通道的所有數(shù)據(jù)都有不同類型的傳感器（如 IEPE?、電壓、橋接等）。用相同的測量放大器進(jìn)行測量，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，對成功的測量和結(jié)果有很大的好處。 

不同樣品速率對步躍響應(yīng)的影響 

為了測量這種沖擊波的膨脹，傳感器可以分布在多個位置。因此，在這種惡劣的環(huán)境中必須使用長電纜。當(dāng)使用 IEPE?（集成電子壓電電）傳感器時，需要高電流將信號從源驅(qū)動到測量系統(tǒng)，而不限制旋轉(zhuǎn)速率。為了做到這 一點(diǎn)，需要大電流，否則信號將被衰減和扭曲的測量結(jié)果。 對于一個只能執(zhí)行一次的測試，這是一個非常不可取的影響。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。考慮到傳感器本身大約需要1 mA，沒有多少剩余來驅(qū)動信號通過線路。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。 

為了計算特定信號振幅的無失真頻率，以下方程表示一個近似值。

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?激勵電流，以避免電壓信號衰減的任何有害影響。 應(yīng)變計和橋電路也用于記錄爆炸測試的數(shù)據(jù)。對于這種高速測量，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。差分信號的優(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，它將確保不發(fā)生混疊效果， 而且這個信號也不會被失真。而巴特沃斯濾波器可能有更高的交流精度，它顯示出一個振蕩- 對于步進(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，短暫的事件過濾器，因?yàn)橛懈玫牟竭M(jìn)響應(yīng)。的一個例子 階躍響應(yīng)與這兩種類型的濾波器，貝塞爾和巴特沃斯。 此外，TRION3-1850-MULTI使用SAR ADC而不是Sigma-Delta（ΣΔ）ADC。在測量快速事件時，這是一個很大的好處。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具有一個非常低的噪聲地板， 這導(dǎo)致了一個很高的動態(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在測量快速、瞬態(tài)事件時成為更好的選擇。  

空氣爆炸測試結(jié)論 

爆炸測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@個原因，不僅要有一個良好的傳感器選擇，而且要有一個可靠的測量系統(tǒng)。 為了利用一次爆炸測試的幾秒鐘，高端的TRION3-1850-MULTI是一個完美的解決方案，以每個通 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?勵磁電流高達(dá)20 mA，簡單的濾波器設(shè) 和不同傳感器類型的所有通道的完美同步，保證了很好的測量結(jié)果。