CN101458152A - 高g值冲击加速度模拟试验系统和方法及试验方法的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明的高g值冲击加速度模拟试验系统和方法及试验方法的应用，属冲击测试、试验技术领域，内容包括高g值冲击加速度模拟试验系统、试验方法和试验方法的应用三部分，这种高g值冲击加速度模拟试验系统和试验方法，通过由气体炮发射的射弹和被撞体的碰撞，产生幅值(0.1～1.5)×105g、脉冲宽度150～600μs的冲击加速度信号，为弹载电子仪器在高冲环境下的各种性能研究提供试验系统和试验方法；该试验系统和方法设计先进，技术性能领先，可应用于：加速度存储测试装置应用环境下的校准、弹载电子设备的抗高冲击性能研究、弹载测试装置缓冲器件的缓冲性能研究、高冲击加速度计的归零特性研究，如弹载测试仪器、惯性测量组合、黑匣子、智能引信、陀螺、MEMS器件等多方面。

Description

高g值冲击加速度模拟试验系统和方法及试验方法的应用
一.技术领域
本发明公开的高g值冲击加速度模拟试验系统和方法及试验方法的应用，属冲击测试与试验技术领域，具体涉及的是一种高g值冲击加速度模拟试验系统和试验方法以及该试验方法在诸多方面的应用或使用。
二.背景技术
在国内外现有的侵彻加速度测试方法中，弹载存储测试是相对先进的技术，它能记录膛内、飞行和穿靶过程的实时加速度信号，可为弹体和防护的强度设计、引信的工作正常性、战斗部的装药安定性，以及弹上控制系统的工作可靠性等多方面的分析提供直接的依据。在弹体硬目标侵彻试验中，弹上电子装置将承受几万甚至十几万个g的冲击加速度，这个冲击加速度可能导致弹上电子装置的失效，造成不可挽回的损失。弹载存储装置在测量弹体侵彻硬目标过程中的减加速度时，由于冲击载荷的作用，存储装置电路模块、电池可能会损坏，传感器信号线、电源线可能会断裂，使得测试数据丢失。为了提高弹上电子设备的可靠性，最大限度地降低实弹试验的风险，在试验前利用高g值冲击加速度模拟试验系统对弹载电子设备(如芯片、存储模块、测试装置)进行高g值冲击考核，使可能存在的问题尽早暴露，并采取措施加以解决，从而提高弹载电子设备在恶劣环境下的可靠性和存活性。
目前常用的冲击加速度模拟试验装置有以下几种：跌落(气动)冲击试验机、马歇特锤、空气炮、Hopkinson杆等。跌落冲击试验机是将试件刚性安装在试验台面上，提升试验台到一定高度h后突然释放，使试件和试验台一起自由跌落在弹性或塑性体上，在碰撞过程中，试验台和试件受到一个近似半正弦的加速度脉冲作用，脉冲峰值的量级为103g、持续时间为毫秒级。马歇特锤是通过锤头与砧子的碰撞产生脉冲加速度，因为能量有限，当脉冲宽度为几十微秒时，峰值可达3.0×104g，当脉冲宽度达到100μs以上，峰值只有103g左右，主要用于集成电路模块等轻质量物体的冲击考核。传统意义上的空气炮由发射管、高压气室、释放机构和靶室组成，它能发射各种形状的弹丸，在靶室中与缩比尺寸的靶体完成碰撞试验，并进行观察和数据采集。Hopkinson杆可以产生1.5×105g的冲击加速度，但在此幅值之下脉宽只有几十微秒，主要用于加速度计的冲击校准和芯片、电池等的抗冲击极限研究。
本发明设计了一种高g值冲击加速度模拟试验系统和试验方法，通过射弹和被撞体的碰撞，产生幅值(0.1～1.5)×105g、脉冲宽度150～600μs的冲击加速度信号，为弹载电子仪器在高冲环境下的各种性能研究提供试验系统和试验方法，该试验方法可应用于：加速度存储测试装置应用环境下的校准、弹载电子设备的抗高冲击性能研究、弹载测试装置缓冲材料的缓冲性能研究、高冲击加速度计的归零特性研究。该试验系统可以模拟弹体侵彻硬目标过程中初始段的减加速度，降低弹体侵彻硬目标现场测试试验的风险，也可为其它弹载电子设备(如惯性测量组合、黑匣子、智能引信、陀螺、MEMS器件等)的抗高冲击性能研究提供试验条件，是解决侵彻武器研究制约性技术的基本手段。
三.发明内容
本发明的目的是：向社会提供一种高g值冲击加速度模拟试验系统和方法及试验方法的应用，因为这种高g值冲击加速度模拟试验系统和试验方法比较先进、实用，能在诸多方面应用或使用，如在诸多新技术或科研方面。
本发明的技术方案包括一种高g值冲击加速度模拟试验系统和试验方法以及该试验方法在诸多方面的应用或使用三部分。
关于这种高g值冲击加速度模拟试验系统的技术内容是这样的：这种高g值冲击加速度模拟试验系统，包括有：高压气源、控制气阀门、高压气室、发射管、射弹、被撞体、测试仪器等，所述的高压气源如是气瓶或气泵，所述的控制阀门有放气阀和充气阀等，所述的被撞体后还有缓冲器等。技术特点在于：所述的该系统包括的被撞体是专用测试组件；所述的该系统包括的射弹是带有测速组件的射弹；所述的该系统包括的测试仪器有：两套差动式激光多普勒测速仪及其光栅合作目标、高速数据采集分析仪。
根据以上所述的高g值冲击加速度模拟试验系统，技术特点还有：所述的该系统的射弹分为两部分：头部和尾部；所述的该系统的射弹有两种结构：甲种结构射弹分为两部分：头部为钢质碰撞头，带有射弹测速组件--苏格兰片，内部可装填毛毡等软材料，尾部为硬铝支承筒。乙种结构射弹分为两部分：头部为钢质碰撞头，带有射弹测速组件--苏格兰片，尾部为硬铝支承筒。所述的射弹测速组件--苏格兰片，即微珠玻璃原向反射器，它是由玻璃微珠涂敷在压敏胶膜上，再粘贴到平板上构成的反射器件。
根据以上所述的高g值冲击加速度模拟试验系统，技术特点还有：所述的该系统的被撞体--专用测试组件包括有：加速度存储测试装置和加速度计校准装置：a.加速度存储测试装置由高冲击加速度计、存储模块、缓冲器件、装置壳体及光栅组成，其中壳体基座和存储模块表面粘贴有150线/mm的衍射光栅。所述的高冲击加速度计是量程为105g的冲击加速度传感器，如兵器工业204所的988、上海微系统与信息技术研究所的SIMIT-AYZ-60K、丹麦B&K公司的8309等；所述的存储模块是自行研制的存储测试电路，包括模拟适配电路、模数转换电路和存储电路等；所述的缓冲器件是由泡沫铝或橡胶弹簧制作的缓冲垫。b.加速度计校准装置由高冲击加速度计、装置壳体及光栅组成，壳体基座垫有毛毡，壳体外表面加工有一平面，其上刻制有150线/mm的衍射光栅。所述的高冲击加速度计是量程为105g的冲击加速度传感器。
根据以上所述的高g值冲击加速度模拟试验系统，技术特点还有：所述的该系统通过由气体炮加速的射弹撞击被撞体--加速度存储测试装置或加速度计校准装置产生幅值(0.1～1.5)×105g、脉冲宽度150～600μs的冲击加速度信号，并用差动式激光多普勒测速仪及其合作目标光栅、高速数据采集分析仪测量该冲击加速度信号，形成高g值冲击加速度模拟试验系统。
关于这种高g值冲击加速度模拟试验方法，技术特点在于：所述的该高g值冲击加速度模拟试验方法是采用高g值冲击加速度模拟试验系统并通过操作该系统的气体炮加速的射弹撞击被撞体--加速度存储测试装置或加速度计校准装置产生幅值(0.1～1.5)×105g、脉冲宽度150～600μs的冲击加速度信号，并用差动式激光多普勒测速仪及其合作目标光栅、高速数据采集分析仪测量冲击加速度信号，形成一种高g值冲击加速度的模拟试验方法。
根据以上所述的高g值冲击加速度模拟试验方法，技术特点还有：所述采用的高g值冲击加速度模拟试验系统包括有：高压气源、控制气阀门、高压气室、发射管、射弹、被撞体、测试仪器等。所述的高压气源如是气瓶或气泵，所述的控制阀门有放气阀和充气阀等，所述的被撞体后还有缓冲器等。所述的该系统包括的测试仪器有：两套差动式激光多普勒测速仪及其光栅合作目标、高速数据采集分析仪。所述的该系统包括的被撞体是专用测试组件；所述的该系统包括的射弹是带有测速组件的射弹。
根据以上所述的高g值冲击加速度模拟试验方法，技术特点还有：所述的该试验方法采用的试验系统：a.所述的该系统的射弹分为两部分：头部和尾部；所述的该系统的射弹有两种结构：甲种结构射弹分为两部分：头部为钢质碰撞头，带有射弹测速组件--苏格兰片，内部可装填毛毡等软材料，尾部为硬铝支承筒。乙种结构射弹分为两部分：头部为钢质碰撞头，带有射弹测速组件--苏格兰片，尾部为硬铝支承筒。所述的射弹测速组件--苏格兰片，即微珠玻璃原向反射器，它是由玻璃微珠涂敷在压敏胶膜上，再粘贴到平板上构成的反射器件。b.所述的该系统的被撞体--专用测试组件包括有：加速度存储测试装置和加速度计校准装置：i.加速度存储测试装置由高冲击加速度计、存储模块、缓冲器件、装置外壳及光栅组成，其中壳体基座和存储模块表面粘贴有150线/mm的衍射光栅。所述的高冲击加速度计是量程为105g的冲击加速度度传感器，如兵器工业204所的988、上海微系统与信息技术研究所的SIMIT-AYZ-60K、丹麦B&K公司的8309等；所述的存储模块是自行研制的存储测试电路，包括模拟适配电路、模数转换电路和存储电路等；所述的缓冲器件是由泡沫铝或橡胶弹簧制作的缓冲垫。ii.加速度计校准装置由高冲击加速度计、装置壳体及光栅组成，壳体基座垫有毛毡，壳体外表面加工有一平面，其上刻制有150线/mm的衍射光栅。所述的高冲击加速度计是量程为105g的冲击加速度传感器。
根据以上所述的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法，技术特点还有：所述的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法是：采用高g值冲击加速度模拟试验系统实现加速度存储测试装置应用环境下的校准：采用一套差动式激光多普勒测速仪同时测量加速度存储测试装置的壳体加速度信号，同时加速度存储测试装置的电路模块实时记录测试装置内部的高冲击加速度计的输出信号，比较这两个加速度信号，实现对加速度存储测试装置在应用环境下的校准，如弹丸侵彻硬目标过程中使用的侵彻过载测试仪的校准。
根据以上所述的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法，技术特点还有：所述的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法是：采用高g值冲击加速度模拟试验系统实现弹载电子设备的抗高冲击性能研究：a.采用差动式激光多普勒测速仪测量弹载电子设备在被撞击过程中的加速度，检测冲击后电子设备的性能指标及工作正常性，如MEMS器件的性能研究。b.对于不加任何缓冲材料的弹载电子设备，可对其进行加速度峰值递增的冲击试验，直至失效为止，从而确定电子设备的抗冲击加速度极限值，如侵彻弹用智能引信的性能研究。
根据以上所述的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法，技术特点还有：所述的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法是：采用高g值冲击加速度模拟试验系统实现弹载测试装置缓冲器件的缓冲性能研究：在弹载测试装置的壳体和测试模块的侧表面粘贴光栅，借助两套差动式激光多普勒测速仪分别测量壳体和测试模块的加速度，由于测试模块位于缓冲器件上，其加速度值必定小于壳体的加速度值，通过比较壳体和测试模块的加速度值，研究并确定缓冲器件的缓冲性能，如用泡沫铝或橡胶弹簧制作的缓冲垫的缓冲性能研究。
根据以上所述的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法，技术特点还有：所述的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法是：采用高g值冲击加速度模拟试验系统实现高冲击加速度计的归零特性研究：通过碰撞使加速度计校准装置获得高幅值加速度，再通过弹性缓冲器使其缓慢降低到零加速度。高冲击加速度计在冲击后可能存在零漂和灵敏度改变，采用一套差动式激光多普勒测速仪测量加速度计校准装置的加速度信号，同时采用高速数据采集分析仪实时记录加速度计校准装置内部的高冲击加速度计的输出信号，比较这两个加速度信号，实现对高冲击加速度计冲击后的归零特性和零漂规律的研究。此应用主要针对于压电加速度传感器，如兵器工业204所的988、丹麦B&K公司的8309等的归零特性和零漂规律的研究。
本发明的高g值冲击加速度模拟试验系统和试验方法优点有：1.这种高g值冲击加速度模拟试验系统和试验方法，通过射弹和被撞体的碰撞，产生幅值(0.1～1.5)×105g、脉冲宽度150～600μs的冲击加速度信号，为弹载电子仪器在高冲击环境下的各种性能研究提供试验系统和试验方法；2.这种高g值冲击加速度模拟试验系统和试验方法设计先进，技术性能领先。该试验方法可应用于：加速度存储测试装置应用环境下的校准、弹载电子设备的抗高冲击性能研究、弹载测试装置缓冲材料的缓冲性能研究、高冲击加速度计的归零特性研究等等。该试验系统可以模拟弹体侵彻硬目标过程中初始段的减加速度，降低弹体侵彻硬目标现场测试试验的风险，也可为其它弹载电子设备，如惯性测量组合、黑匣子、智能引信、陀螺、MEMS器件等的抗高冲击性能研究提供试验条件，是解决侵彻武器研究制约性技术的基本手段，值得采用和推广。
四.附图说明
本发明的说明书附图共有7幅：
图1为高g值冲击加速度模拟试验系统的结构示意图；
图2为甲种射弹的结构示意图；
图3为乙种射弹的结构示意图；
图4为加速度存储测试装置的结构示意图；
图5为加速度计校准装置的结构示意图；
图6、图7为射弹与被撞体的配合示意图。
在各图中采用了统一标号，即同一物件在各图中用同一标号。在各图中：1.高压气室；2.射弹；3.发射管；4.消声器；5.被撞体；6.弹性缓冲器；7.测试组件导向筒；8.主缓冲器；9.差动式激光多普勒测速仪；10.放气阀；11.充气阀；12.高压气源；13.铝支承筒；14.苏格兰片；15.甲种射弹碰撞头；16.毡垫；17.乙种射弹碰撞头；18.测试装置壳体；19.光栅；20.高冲击加速度计；21.加速度计信号线；22.缓冲器件；23.存储模块；24.校准装置壳体；25.甲种射弹；26.加速度存储测试装置；27.乙种射弹；28.加速度计校准装置。
五.具体实施方案
本发明的非限定实施例如下：
实施例一.高g值冲击加速度模拟试验系统和方法及试验方法的应用
该实施例的高g值冲击加速度模拟试验系统和方法及试验方法的应用分为三部分，其一是高g值冲击加速度模拟试验系统；其二是高g值冲击加速度模拟试验方法；其三是高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法。
1.高g值冲击加速度模拟试验系统
该例的高g值冲击加速度模拟试验系统的具体结构由图1示出。该例的试验系统包括有：高压气源12、控制气阀门10和11、高压气室1、发射管3、射弹2、被撞体5、测试仪器9等。图2和图4则分别示出在该实施实例中所用的射弹2和被撞体5的具体结构。所述的射弹2是带有测速组件的甲种射弹25；所述的被撞体5是加速度存储测试装置26。该例采用的甲种射弹25结构分为两部分，其结构如图2所示：头部为钢质碰撞头15，带有射弹测速组件--苏格兰片14，内部可装填毛毡16等软材料，尾部为硬铝支承筒13。苏格兰片14是微珠玻璃原向反射器，它是由玻璃微珠涂敷在压敏胶膜上，再粘贴到平板上构成的反射器件。苏格兰片14的主要目的是测量射弹碰撞前的速度。该例采用的加速度存储测试装置26如图4所示，它由高冲击加速度计20、存储模块23、缓冲器件22、装置壳体18及光栅19等组成，其中壳体18的基座和存储模块23表面粘贴有150线/mm的衍射光栅19。所述的高冲击加速度计20是量程为105g的冲击加速度传感器，如兵器工业204所的988、上海微系统与信息技术研究所的SIMIT-AYZ-60K、丹麦B&K公司的8309等。所述的存储模块23是自行研制的存储测试电路，包括模拟适配电路、模数转换电路和存储电路等。该例采用的缓冲器件22是由泡沫铝或橡胶弹簧制作的缓冲垫。给甲种射弹25加载的装置是气体炮装置，该例具体采用的气体炮装置是高压气源12、高压气室1和发射管3等。图6示出了射弹2(即甲种射弹25)与被撞体5(即加速度存储测试装置26)撞击时的配合情况，由高压气源12给模拟试验系统高压气室1充气，当压力达到一定值后，快速释放放气阀10，甲种射弹25在高压气体作用下沿发射管3加速度运动，在观测窗口处与加速度存储测试装置26相撞，使测试装置26获得加速度。该例高g值冲击加速度模拟试验系统还包括有差动式激光多普勒测速仪9，用以测量加速度存储测试装置26获得的速度，通过微分得到其加速度。当高压气室1的压力为0.1～1MPa时，对于质量为0.5～3kg的加速度存储测试装置26可获得幅值为104g，脉冲宽度为400μs、或450μs、或500μs、或550μs、或的冲击加速度信号；或可获得幅值为105g，脉冲宽度为150μs、或200μs、或250μs、或300μs、或350μs的冲击加速度信号。
2.高g值冲击加速度模拟试验方法
该例的高g值冲击加速度模拟试验方法的具体技术方案由图1、图2、图4和图6联合示出。图1示出的是该例高g值冲击加速度模拟试验方法实施所用的高g值冲击加速度模拟试验系统的具体结构图，该例的试验系统包括有：高压气源12、控制气阀门10和11、高压气室1、发射管3、射弹2、被撞体5、测试仪器9等，所述的射弹2是带有测速组件的甲种射弹25；所述的被撞体5是加速度存储测试装置26。图2和图4则分别示出射弹2(即甲种射弹25)和被撞体5(即加速度存储测试装置26)的具体结构图。该例采用的甲种射弹25结构分为两部分，其结构如图2所示：头部为钢质碰撞头15，带有射弹测速组件--苏格兰片14，内部可装填毛毡16等软材料，尾部为硬铝支承筒13。苏格兰片14是微珠玻璃原向反射器，它是由玻璃微珠涂敷在压敏胶膜上，再粘贴到平板上构成的反射器件。苏格兰片14的主要目的是测量射弹碰撞前的速度。该例采用的加速度存储测试装置26如图4所示，它由高冲击加速度计20、存储模块23、缓冲器件22、装置壳体18及光栅19等组成，其中壳体18的基座和存储模块23表面粘贴有150线/mm的衍射光栅19。所述的高冲击加速度计20是量程为105g的冲击加速度传感器，如兵器工业204所的988、上海微系统与信息技术研究所的SIMIT-AYZ-60K、丹麦B&K公司的8309等。所述的存储模块23是自行研制的存储测试电路，包括模拟适配电路、模数转换电路和存储电路等。所述的缓冲器件22是由泡沫铝或橡胶弹簧制作的缓冲垫。图6示出该例试验方法所用的射弹2(即甲种射弹25)和被撞体5(即加速度存储测试装置26)撞击时的配合情况，由高压气源12给模拟试验系统高压气室1充气，当压力达到一定值后，快速释放放气阀10，甲种射弹25在高压气体作用下沿发射管3加速度运动，在观测窗口处与加速度存储测试装置26相撞，使测试装置26获得加速度。这种高g值冲击加速度模拟试验方法如下：采用高g值冲击加速度模拟试验系统并通过操作该系统的气体炮加速的射弹25撞击加速度存储测试装置26产生幅值为104g，脉冲宽度为400μs、或450μs、或500μs、或550μs、或600μs的冲击加速度信号；或产生幅值为105g，脉冲宽度为150μs、或200μs、或250μs、或300μs、或350μs的冲击加速度信号，并用差动式激光多普勒测速仪9及其合作目标光栅、高速数据采集分析仪等测量冲击加速度信号。
3.高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法
该例的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法具体由图1、图2、图4和图6联合示出。图1示出的是该例高g值冲击加速度模拟试验方法实施所用的高g值冲击加速度模拟试验系统的具体结构图，图2和图4分别示出该例试验方法所用的射弹2和被撞体5的具体结构。图6则示出射弹2(即甲种射弹25)与被撞体5(即加速度存储测试装置26)撞击时的配合情况。利用射弹2撞击被撞体5，该例的这种应用方法具体如下：
(1)采用高g值冲击加速度模拟试验系统实现加速度存储测试装置应用环境下的校准：采用一套差动式激光多普勒测速仪9同时测量加速度存储测试装置26的壳体18的加速度信号，同时加速度存储测试装置26的电路模块23实时记录测试装置26内部的高冲击加速度计20的输出信号，比较这两个加速度信号，实现对加速度存储测试装置26在应用环境下的校准。
(2)采用高g值冲击加速度模拟试验系统实现弹载电子设备的抗高冲击性能研究：
a.采用差动式激光多普勒测速仪9测量弹载电子设备(如MEMS器件)在被撞击过程中的加速度，检测冲击后电子设备的性能指标及工作正常性。
b.对于不加任何缓冲材料的弹载电子设备(如侵彻弹用智能引信)，可对其进行加速度峰值递增的冲击试验，直至失效为止，从而确定该电子设备的抗冲击加速度极限值。
(3)采用高g值冲击加速度模拟试验系统实现弹载测试装置缓冲器件的缓冲性能研究：在弹载测试装置(如装置26)的壳体(如壳体18)和测试模块(如存储模块23)的侧表面粘贴光栅18，借助两套差动式激光多普勒测速仪9分别测量壳体(如壳体18)和测试模块(如存储模块23)的加速度，由于测试模块(如存储模块23)位于缓冲器件(如器件22)上，其加速度值必定小于壳体(如壳体18)的加速度值，通过比较壳体(如壳体18)和测试模块(如存储模块23)的加速度值，研究并确定缓冲器件(如器件22)的缓冲性能。
实施例二.高g值冲击加速度模拟试验系统和方法及试验方法的应用
该实施例的高g值冲击加速度模拟试验系统和方法及试验方法的应用分为三部分。
1.高g值冲击加速度模拟试验系统
该例的高g值冲击加速度模拟试验系统的具体结构由图1示出。图3和图5分别示出在该实施实例中所用的射弹2和被撞体5的具体结构。图7则示出射弹2(即乙种射弹27)与被撞体5(即加速度计校准装置28)撞击时的配合情况。该例的高g值冲击加速度模拟试验系统与实施例一.1.中不同点有：1.所述的该系统包括的射弹是带有测速组件的乙种射弹27，该例采用的乙种射弹27结构分为两部分：头部为钢质碰撞头17，带有射弹测速组件——苏格兰片14，尾部为硬铝支承筒13。2.所述的该系统包括的被撞体5是加速度计校准装置28，该例的加速度计校准装置28由高冲击加速度计20、装置壳体24及光栅19组成，壳体基座垫有毛毡16，壳体20的外表面加工有一平面，其上刻制有150线/mm的衍射光栅19。所述的高冲击加速度计20是量程为105g的冲击加速度传感器。3.在1.与2.的条件下，当高压室1的压力为0.5～1MPa时，射弹2(即乙种射弹27)撞击被撞体5(即加速度计校准装置28)，对于质量为0.1～0.5kg的加速度计校准装置28可获得幅值(1.0～1.5)×105g，脉冲宽度150μs、或200μs、或250μs的冲击加速度信号。该例的高g值冲击加速度模拟试验系统其余未述的，全同于实施例一.1.中所述的，不再重述。
2.高g值冲击加速度模拟试验方法
该例的高g值冲击加速度模拟试验方法的具体技术方案由图1、图3、图5和图7联合示出。图1示出的是该例高g值冲击加速度模拟试验方法实施所用的高g值冲击加速度模拟试验系统的具体结构图，图3和图5则分别示出射弹2(即乙种射弹27)和被撞体5(即加速度计校准装置28)的具体结构，图7则示出射弹2(即乙种射弹27)与被撞体5(即加速度计校准装置28)撞击时的配合情况。该例的高g值冲击加速度模拟试验方法与实施例一.2.中不同点有：1.采用高g值冲击加速度模拟试验系统并通过操作该系统的气体炮加速的射弹27撞击加速度计校准装置28产生幅值(1.0～1.5)×105g，脉冲宽度150μs、或200μs、或250μs的冲击加速度信号，并用差动式激光多普勒测速仪9及其合作目标光栅、高速数据采集分析仪等测量该冲击加速度信号。2.所述的该例试验方法采用的试验系统包括的射弹是带有测速组件的乙种射弹27，该例采用的乙种射弹27结构分为两部分：头部为钢质碰撞头17，带有射弹测速组件——苏格兰片14，尾部为硬铝支承筒13。3.所述的该例试验方法采用的试验系统包括的被撞体5是加速度计校准装置28，该例的加速度计校准装置28由高冲击加速度计20、装置壳体24及光栅19组成，壳体24的基座垫有毛毡16，壳体24外表面加工有一平面，其上刻制有150线/mm的衍射光栅19。所述的高冲击加速度计20是量程为105g的冲击加速度传感器。该例的高g值冲击加速度模拟试验方法其余未述的，全同于实施例一.2.中所述的，不再重述。
3.高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法
该例的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法具体由图1、图3、图5和图7联合示出。图1示出的是该例高g值冲击加速度模拟试验方法实施所用的高g值冲击加速度模拟试验系统的具体结构图，图3和图5分别示出该例试验方法所用的射弹2(即乙种射弹27)和被撞体5(即加速度计校准装置28)的具体结构，图7则示出射弹2(即乙种射弹27)与被撞体5(即加速度计校准装置28)撞击时的配合情况。该例这种应用方法具体如下：采用高g值冲击加速度模拟试验系统实现高冲击加速度计的归零特性研究：通过碰撞使加速度计校准装置28获得高幅值加速度，再通过弹性缓冲器6(见图1)使其缓慢降低到零加速度。高冲击加速度计20在冲击后可能存在零漂和灵敏度改变，采用一套差动式激光多普勒测速仪9测量加速度计校准装置28的加速度信号，同时采用高速数据采集分析仪实时记录加速度计校准装置28内部的高冲击加速度计20的输出信号，比较这两个加速度信号，实现对高冲击加速度计20冲击后的归零特性和零漂规律的研究。该例的高g值冲击加速度模拟试验系统的应用方法其余未述的，全同于实施例一.3.中所述的，不再重述。

Claims (11)

1.一种高g值冲击加速度模拟试验系统，包括有：高压气源、控制气阀门、高压气室、发射管、射弹、被撞体、测试仪器，特征在于：所述的该系统包括的被撞体是专用测试组件；所述的该系统包括的射弹是带有测速组件的射弹；所述的该系统包括的测试仪器有：两套差动式激光多普勒测速仪及其光栅合作目标、高速数据采集分析仪。
2.根据权利要求1所述的高g值冲击加速度模拟试验系统，特征在于：所述的该系统的射弹分为两部分：头部和尾部；所述的该系统的射弹有两种结构：甲种结构射弹分为两部分：头部为钢质碰撞头，带有射弹测速组件--苏格兰片，内部可装填毛毡软材料，尾部为硬铝支承筒；乙种结构射弹分为两部分：头部为钢质碰撞头，带有射弹测速组件--苏格兰片，尾部为硬铝支承筒。
3.根据权利要求1所述的高g值冲击加速度模拟试验系统，特征在于：所述的该系统的被撞体--专用测试组件包括有：加速度存储测试装置和加速度计校准装置：
a.加速度存储测试装置由高量程加速度计、存储模块、缓冲器件、装置壳体及光栅组成，其中壳体基座和存储模块表面粘贴有150线/mm的衍射光栅；
b.加速度计校准装置由高量程加速度计、装置壳体及光栅组成，壳体基座垫有毛毡，壳体外表面加工有一平面，其上刻制有150线/mm的衍射光栅。
4.根据权利要求1所述的高g值冲击加速度模拟试验系统，特征在于：所述的该系统通过由气体炮加速的射弹撞击被撞体--加速度存储测试装置或加速度计校准装置产生幅值(0.1～1.5)×105g、脉冲宽度150～600μs的冲击加速度信号，形成高g值冲击加速度模拟试验系统。
5.一种高g值冲击加速度模拟试验方法，特征在于：所述的该高g值冲击加速度模拟试验方法是采用高g值冲击加速度模拟试验系统并通过操作该系统的气体炮加速的射弹撞击被撞体--加速度存储测试装置或加速度计校准装置产生幅值(0.1～1.5)×105g、脉冲宽度150～600μs的冲击加速度信号，并用差动式激光多普勒测速仪及其合作目标光栅、高速数据采集分析仪测量冲击加速度信号，形成一种高g值冲击加速度的模拟试验方法。
6.根据权利要求5所述的高g值冲击加速度模拟试验方法，特征在于：所述采用的高g值冲击加速度模拟试验系统包括有：高压气源、控制气阀门、高压气室、发射管、射弹、被撞体、测试仪器，所述的该系统包括的被撞体是专用测试组件；所述的该系统包括的射弹是带有测速组件射弹；所述的该系统包括的测试仪器有：两套差动式激光多普勒测速仪及其光栅合作目标、高速数据采集分析仪。
7.根据权利要求6所述的高g值冲击加速度模拟试验方法，特征在于：所述的该试验方法采用的试验系统：
a.所述的该系统的射弹分为两部分：头部和尾部；所述的该系统的射弹有两种结构：甲种结构射弹分为两部分：头部为钢质碰撞头，带有射弹测速组件--苏格兰片，内部可装填毛毡软材料，尾部为硬铝支承筒；乙种结构射弹分为两部分：头部为钢质碰撞头，带有射弹测速组件--苏格兰片，尾部为硬铝支承筒；
b.所述的该系统的被撞体--专用测试组件包括有：加速度存储测试装置和加速度计校准装置：
i.加速度存储测试装置由高冲击加速度计、存储模块、缓冲器件、装置壳体及光栅组成，其中壳体基座和存储模块表面粘贴有150线/mm的衍射光栅；
ii.加速度计校准装置由高冲击加速度计、装置壳体及光栅组成，壳体基座垫有毛毡，壳体外表面加工有一平面，其上刻制有150线/mm的衍射光栅。
8.根据权利要求5所述的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法，特征在于：所述的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法是：采用高g值冲击加速度模拟试验系统实现加速度存储测试装置应用环境下的校准：采用一套差动式激光多普勒测速仪同时测量加速度存储测试装置壳体的加速度信号，同时加速度存储测试装置的电路模块实时记录测试装置内部的高冲击加速度计的输出信号，比较这两个加速度信号，实现对加速度存储测试装置在应用环境下的校准。
9.根据权利要求5所述的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法，特征在于：所述的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法是：采用高g值冲击加速度模拟试验系统实现弹载电子设备的抗高冲击性能研究：
a.采用差动式激光多普勒测速仪测量弹载电子设备在被撞击过程中的加速度，检测冲击后电子设备的性能指标及工作正常性；
b.对于不加任何缓冲器件的弹载电子设备，可对其进行加速度峰值递增的冲击试验，直至失效为止，从而确定弹载电子设备的抗冲击加速度极限值。
10.根据权利要求5所述的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法，特征在于：所述的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法是：采用高g值冲击加速度模拟试验系统实现弹载测试装置缓冲器件的缓冲性能研究：在弹载测试装置的壳体和测试模块的侧表面粘贴光栅，借助两套差动式激光多普勒测速仪分别测量壳体和测试模块的加速度，由于测试模块位于缓冲器件上，其加速度值必定小于壳体的加速度值，通过比较壳体和测试模块的加速度值，研究并确定缓冲器件的缓冲性能。
11.根据权利要求5所述的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法，特征在于：所述的高g值冲击加速度模拟试验方法的应用方法是：采用高g值冲击加速度模拟试验系统实现高冲击加速度计的归零特性研究：通过碰撞使加速度计校准装置获得高幅值加速度，再通过弹性缓冲器使其缓慢降低到零加速度。高冲击加速度计在冲击后可能存在零漂和灵敏度改变，采用一套差动式激光多普勒测速仪测量加速度计校准装置的加速度信号，同时采用高速数据采集分析仪实时记录加速度计校准装置内部的高冲击加速度计的输出信号，比较这两个加速度信号，实现对高冲击加速度计冲击后的归零特性和零漂规律的研究。
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