基于光触发的微小型电容式测压系统研究

摘要

膛内气体压力蕴含了了枪炮、弹药的信息，通过有效获取膛压信息，能够更好地去改进武器弹药，使其更符合现代国防发展的需要。上一代测压器具有高精度的测试性能，但成本较高。为此通过研究，研制了变间隙电容传感的新一代膛压测试设备。目前火炮膛内压力场构建，缺乏多点压力实测数据，而开展多点实测需提供同步触发信号；光触发电容式测压器的研制，需要特殊光窗，使光信号能被内部光电器件接收；同时，电容式测压器的光窗，将带来电磁屏蔽与光窗防护问题。
　　为此，本文做了如下工作：
　　（1）对影响电容传感器工作与精度的因素进行了分析，其中还分析了边缘效应对电容影响的机制与减小该影响的方法。
　　（2）分析了光触发的导光问题。光触发测压器开窗后需要电磁屏蔽，从而减小外界电磁场对包括光触发电路在内的测压器内部电路的影响。分析研究了多种电磁屏蔽材料，设计了拥有传光与电磁屏蔽的光窗结构，介绍了一种前置级多路导光装置。对无线充电技术进行了探索与分析。
　　（3）调整测压器各模块电路的设计，对比三种信号调理电路的优缺点。为了适应测压器的智能发展需求，研发了新一代测压软件。
　　（4）研制了试验样机，开展了模拟试验，获取了一定量测试数据；对测试数据进行了分析，明确目前测压器存在的温漂、基线漂移问题，提出了初步解决方案。

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1 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 膛压测试技术

1.3 国内外研究现状

1.4 本文的主要内容及安排

2 电容式测压器的结构与传感器误差

2.1 电容式传感器误差分析

2.2 测压器传感电容与安装误差分析

2.3 本章小结

3 电容式测压器的电磁防护与导光

3.1 电磁屏蔽材料分类

3.2 电磁场的屏蔽与透明屏蔽玻璃

3.3 导光方式与材料

3.4 导光前置级与一种抗污染光窗设计

3.5 无线充电技术探讨

3.6 本章小结

4 测压器硬件软件设计与调试

4.1 硬件电路设计

4.2 上位机软件的设计与各模块功能

4.3 测压器的调试

4.4 本章小结

5 实验结果分析

5.1 实验结果

5.2 实验结果分析

5.3本章小结

6 总结

6.1 全文总结

6.2 本论文的创新点

6.3 下一步的工作

参考文献

攻读硕士学位期间所取得的研究成果

致谢