CN108562799A - 一种电磁脉冲效应参数自动测试系统 - Google Patents
一种电磁脉冲效应参数自动测试系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108562799A CN108562799A CN201810343944.7A CN201810343944A CN108562799A CN 108562799 A CN108562799 A CN 108562799A CN 201810343944 A CN201810343944 A CN 201810343944A CN 108562799 A CN108562799 A CN 108562799A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- data
- electromagnetic pulse
- acquisition unit
- data acquisition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
- G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
- G01R29/0864—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by constructional or functional features
- G01R29/0878—Sensors; antennas; probes; detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
- G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
- G01R29/0864—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by constructional or functional features
- G01R29/0892—Details related to signal analysis or treatment; presenting results, e.g. displays; measuring specific signal features other than field strength, e.g. polarisation, field modes, phase, envelope, maximum value
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
Abstract
针对电磁脉冲测量中应用场景的不同,本发明提供了一种用于HEMP模拟试验的电磁脉冲效应参数自动测试系统,本发明针对密闭腔体内部等无预留信号传输通道环境下电磁脉冲耦合参数的测试需求,通过合理设计硬件结构与软件框架,以数据采集单元为硬件基础,并基于Labview编制自动信息采集软件,通过自动测试系统替代人工操作,实现其智能运行,在无人干预下完成多发次试验数据自动循环采集、数据存储、报表生成等功能,替代了通用型电磁脉冲测量系统中的光纤传输系统、数据终端和测试人员,实现电磁脉冲效应参数在测量前端的自动获取、处理及存储。
Description
技术领域
本发明属于电磁场与微波技术领域,涉及一种电磁脉冲效应参数自动测试系统。
背景技术
高空核爆电磁脉冲(HEMP)具有场强高、频谱范围宽、作用范围广等特点,对大型设备、电子系统、基础设施等可能造成干扰甚至损伤。其中,电磁脉冲模拟器下开展辐照试验是高空核爆电磁脉冲效应研究的重要内容之一。在高空核爆电磁脉冲模拟试验中,被试系统结构复杂,测试中数据量庞大,涉及环境复杂、情况多样,为达到试验目的需要形成具有多手段、多场景、多类型的电磁脉冲测试测量设备。条件允许情况下,测量所得相关参数可通过光纤传输至测量间,对于此种测量方式已针对性地开发了电磁脉冲试验测试控制及信息管理系统,在实际试验中得到了应用,提高了核电磁脉冲试验的时效性和规范性。而针对无预留信号通道的密闭腔体内部环境中的效应参数测量,由于数据传输途径受到限制,需要寻求一种新的测试方法。数据自动采集系统常用于替代人工控制,实现不同环境下参数的收集,是针对上述特殊环境下电磁脉冲参数采集的一种有效思路,但在电磁脉冲测量领域,尚未见到有针对电磁脉冲特性开发的此类系统。而目前已有的用于其它领域的数据采集系统针对的使用环境、采集对象、信号类型、信号特征、采样速率、采集模式等均与电磁脉冲条件下的采集需求有很大区别,不能用于电磁脉冲试验的效应参数自动测试。
发明内容
针对电磁脉冲测量中应用场景的不同,本发明提供了一种用于HEMP模拟试验的电磁脉冲效应参数自动测试系统,替代了通用型电磁脉冲测量系统中的光纤传输系统、数据终端和测试人员,实现电磁脉冲效应参数在测量前端的自动获取、处理及存储。
本发明的技术方案如下:
一种电磁脉冲效应参数自动测试系统,其特殊之处在于:包括设置在屏蔽腔体外的传感器,以及设置在所述屏蔽腔体内的信号调理单元、数据采集单元和数据存储处理单元;所述数据存储处理单元上装载有自动信息采集软件;
所述传感器用于采集电磁脉冲效应参数;
所述信号调理单元用于调整所述数据采集单元的量程和动态范围;
所述数据采集单元用于采集所述传感器的输出信号,并转换为数字信号;
所述数据存储处理单元运行所述自动信息采集软件时实现以下步骤:
步骤1,接收并存储输入数据存储单元的初始状态信息、采集通道信息和触发信息,并使数据采集单元进入待触发模式;
步骤2,控制所述数据采集单元采集各通道信号并转换为数字信号后存储;
步骤3,接收到符合触发条件的触发信号后,控制数据采集单元使其将所述数字信号上传给数据存储处理单元;
步骤4,控制数据存储处理单元接收并存储数据采集单元上传的所述数字信号;
步骤5,从存储于数据采集单元中的数字信号中甄别出信噪比最佳的数字信号并作标记;
步骤6,从所述信噪比最佳的数字信号中截取设定长度的数据,去除冗余信息,要求截取的数据应包含完整、清晰的电流波形信息;
步骤7,将步骤6所截取的数据按照预设规则命名;
步骤8,以设定格式将步骤7命名后的数据存储于指定位置;
步骤9,根据步骤7存储的数据,生成设定格式的报表;
步骤10,存储所述报表;
步骤11,测试发次加一,返回步骤2,进入下一发测试。
进一步地,所述初始状态信息包括试验名称、试验时间、试验地点、模拟器名称、初始发次编号、数据类型、探头位置;所述采集通道信息包括各采集通道的启闭信息、各采集通道的转换系数。
进一步地,所述数据采集单元为PicoScope6407数字转换器,所述数据存储处理单元为嵌入式控制计算机。
进一步地,所述信号调理单元包括功率分配器和二级衰减器;
第一级衰减器的输入接所述传感器的输出,第一级衰减器的输出接功率分配器的输入;第二级衰减器为由多个子衰减器组成的衰减器阵列,子衰减器的个数与所述数据采集单元的采集通道数一致;
所述功率分配器用于将所述第一级衰减器的输出均分为与所述数据采集单元采集通道数一致的多路信号;
所述第二级衰减器用于将所述多路信号按设定倍数等比衰减。
进一步地,所述步骤5中甄别信噪比最佳数字信号的方法为:
首先判断每一路信号输出幅值大小,若某一路信号输出幅值的绝对值大于最大可采集信号的95%时,认为该路信号饱和,将该路信号排除,然后在剩余多路信号中选取输出幅值最大的信号即为信噪比最佳信号;
若所有信号均过饱和,则任选一路信号作为信噪比最佳信号。
进一步地,所述步骤6中截取数据的方法为:
以信号波形中左右两端幅值等同于峰值的百分之n,且距离峰值最远的时刻t与峰值对应时刻t0的时间差Δt为基准,从峰值对应时刻t0分别向两端延伸mΔt,作为截取波形的起始和终止时刻;所述m和n为自定义参数,n取值范围为20~80,m取值根据n取值和信号完整程度需求确定,一般的取值范围为3~10;所述Δt>0。
进一步地,所述步骤8中的设定格式为与绘图软件origin兼容的格式。
进一步地,所述步骤9中生成的报表中包括试验发次、试验状态信息和数据通道信息;所述试验发次与生成当前报表时的发次一致;所述试验状态信息与所述步骤1中的初始状态信息一致;所述数据通道信息包括系数、幅值、波形概览和备注;所述波形概览为根据所述步骤6中截取的数据绘制的图形;所述幅值为被测信号的幅值;所述备注为对波形概览中波形的描述信息。
进一步地,所述步骤10中以与excel兼容的格式存储所述报表。
进一步地,所述传感器包括脉冲电场传感器、脉冲磁场传感器和脉冲电流传感器。
本发明的优点在于:
1、本发明针对密闭腔体内部等无预留信号传输通道环境下电磁脉冲耦合参数的测试需求,通过合理设计硬件结构与软件框架,以数据采集单元为硬件基础,并基于Labview编制自动信息采集软件,通过自动测试系统替代人工操作,实现其智能运行,在无人干预下完成多发次试验数据自动循环采集、数据存储、报表生成等功能。
2、本发明充分利用数据采集单元通道,设计了二级衰减器,第一级衰减器将信号衰减至数据采集单元保护电压范围内,第二级衰减器将数据采集单元各通道对应的输入信号进行等比衰减,实现宽量程覆盖,将原有单通道信号测量动态范围提高1个量级以上,在无法人为干预的情况下降低了对被测信号范围预估的难度。
3、本发明通过数据截取,实现了数据自动测试过程中信号的有效抓取,避免采集数据中无效噪声信号占据过多的问题,提高了系统的运行效率。
附图说明
图1是本发明电磁脉冲效应参数自动测试系统原理框图;
图2是本发明电磁脉冲效应参数自动测试系统实施例的结构框架图;
图3是本发明采集系统中自动信息采集软件的框架图;
图4是本发明中窗口脉冲宽度触发方式示意图,其中,(a)和(c)为未达到触发条件的情况示意;(b)和(d)为满足触发条件的情况示意;
图5是本发明自动信息采集软件界面;
图6是典型效应电流理想波形;
图7是本发明数据时长截取方法示意;
图8是本发明测试系统生成的数据报表示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行进一步说明。
一、测试系统框架设计
本发明的电磁脉冲效应参数自动测试系统由硬件和软件两部分构成:硬件以传感器(包括脉冲电场传感器、脉冲磁场传感器、脉冲电流传感器)、信号调理单元和数据采集单元为核心,实现信号的采集和运算;软件配合数据采集单元和数据存储处理单元,实现电磁脉冲参数的自动采集、甄别、预处理、存储和循环自动工作;系统工作原理框图如图1所示。
在自动测试系统硬件设计中,数据采集单元用于采集波形数据,通过USB控制采集接口与数据存储处理单元相连,实现数据存储处理单元对数据采集单元的控制和数据传输。
在实验前先进行信号调理单元和数据采集单元的连接和参数配置,参数配置完成后进入待触发模式,接收到符合触发条件的触发信号后将数据采集单元所采集到的数据上传给数据存储处理单元,数据存储处理单元收到数据后以波形数据文件和报表文件的形式分别存储。
同时,自动测试系统开发了一套集仪器参数设置、设备控制、数据回读、数据存储于一体的自动信息采集软件,实现数据采集单元的待触发和触发后数据的自动采集,存储所有采集数据,并生成设定格式的波形数据信息报表。
数据采集单元具有连续采集数据的功能,在实现一次数据采集和存储后,自动测试系统自动将数据采集单元设置到待触发模式,等待下一次的数据采集,除试验发次自动加1外,其余各参数沿用上一发次参数。
二、自动测试系统硬件
如图2所示,本实施例的硬件包括设置在屏蔽腔体外的传感器、设置在屏蔽腔体内的信号调理单元(由衰减器和功率分配器构成)、数据采集单元(PicoScope6407数字转换器)、数据存储单元(嵌入式控制计算机)和供电单元(电池组)组成。
在嵌入式控制计算机上运行自动信息采集软件,通过USB接口控制PicoScope6407数字转换器,将PicoScope6407数字转换器采集到的数据存储到嵌入式控制计算机中;电池组用于向PicoScope6407数字转换器和嵌入式控制计算机供电。
2.1信号调理及动态范围拓展
实际采集中,外部信号不能直接接入数据采集单元进行采集。首先,由于数据采集单元设有过压保护,当输入的信号幅值过高时,会触发过压保护,造成采集中断。其次,当输入至数据采集单元的信号幅值高于采集饱和电压而又低于过压保护电压时,数据采集单元的输出信号会产生饱和失真。多数实验中被测信号幅值未知,需要对其进行预估。受数据采集单元自身的动态范围限制,若不采取特殊方法,对信号的预估需要较为精准。因此,为拓宽数据采集单元动态范围,调整数据采集单元量程,在对数据采集之前,需要通过信号调理单元对其进行处理,以满足采集需求。本实施例采了用功率分配器和两级衰减组合的方式对输入信号进行调理。
一级衰减的作用是调节输入信号的幅值,保证调理后信号小于数据采集单元的保护电压,可根据输入信号范围和数据采集单元过压保护阈值的不同,选取合适的一级衰减器。为拓宽数据采集单元的动态范围,在一级衰减信号后增加二级衰减序列。利用数据采集单元支持多路同时采集的特点,将一级衰减后的信号均分(信号均分方便二级衰减器的设置,同时给二级衰减后各路信号的量程衔接带来方便)为多路信号,将均分后的多路信号通过二级衰减调整为等比的信号序列,并接入数据采集单元。如此,接入数据采集单元的每一通道可采集不同幅值范围的信号。
假设一级衰减的衰减倍数为p(p>1);二级衰减共n个通道,第一个通道无衰减,每一通道为相邻上一通道衰减倍数的q(q>1)倍,对应第m(m<n)个通道的衰减倍数为qm-1;数据采集单元各通道的量程为a~b,则通道m可采集的信号量程为pqm-1an~pqm-1bn。
为保证一定幅值范围内的信号连续可被探测,相邻两通道信号范围需有一部分重叠,相邻两通道信号范围重叠的条件为:
pqm-1b>pqma (2-1)
即
也就是说,二级衰减序列的dB增量应小于数据采集单元各通道的动态范围。整个自动测试系统的采集信号覆盖范围为pan~pqn-1bn。
2.2数据采集单元
数据采集单元是本发明自动测试系统的重要硬件设备,对相关参数均有较高要求。数据采集单元的功能是完成模拟信号向数字信号的转换,并将转换后的数字信号传输至数据存储处理单元。数据采集单元的选取需要综合考虑采样率、动态范围、体积、分辨率等各项参数。
本实施例选取PicoScope 6407数字转换器作为数据采集单元;PicoScope 6407数字转换器是一种紧凑型USB插入式装置,具有5GS/s的采样率、1GHz的模拟带宽、大于26dB的动态范围、可拓展至12位的分辨率;支持4通道实时采样,配备有完备的软件开发工具包,适用于快脉冲模拟信号的探测与转换。从PicoScope 6407数字转换器的各项指标来看,其性能满足自动测试系统的需求。
2.3数据存储处理单元
数据存储处理单元需要重复完成数字信号的自动甄别和自动存储,并记录每发次对应的可用状态信息。存储每一发测试所得数据的同时,生成相关数据信息报表并存储。实际使用时需要配合自动信息采集软件来实现。
在试验开始前,需要对数据存储处理单元进行初始状态设置,以保证记录数据与试验信息一一对应。数据存储处理单元初值状态设置有两种方式:第一种是将存储设备通过usb连接至电脑,通过电脑完成其初始状态设置;第二种是选取带有操作界面的存储设备,通过存储设备自身操作界面来完成。第一种方式较为机械,且不便于状态信息的及时修正。第二方式具有更好的可操作性和灵活性,在自动测试系统中更为方便和适用。本实施例数据存储处理单元采用嵌入式控制计算机,利用嵌入式控制计算机自身操作界面完成其初始状态设置。
2.4供电
自动测试系统中的有源设备包括数据采集单元和数据处理存储单元,数据处理存储单元可依靠自身电池独立供电,因此供电设备主要为数据采集单元供电。
本实施例PicoScope 6407数字转换器供电电平12V,额定电流3.5A,因而以容量为20Ah、输出电压12V的锂电池为基础设计电池组,可保证自动测试系统连续运行6小时以上。
三、自动测试系统软件
自动测试系统用于电磁脉冲试验时,一旦初始状态设置完毕,系统将进入无干预自动运行状态。这需要研制完备的自动信息采集软件,保证数据信息的完整性、准确性和可重复性。根据自动测试系统工作特点和测试人员操作需求,自动信息采集软件共设计8个模块,如图3所示。
采集过程中,主程序调用其它模块完成完整的数据采集流程,包括:初始状态设置、待触发和触发、数据甄别和存储、报表生成和存储、循环至下一发。可将自动信息采集软件设计为界面操作形式,初始状态信息录入完成后开启循环模式,每一步自动执行,执行完后自动进入下一步。非强制退出情况下,自动信息采集软件一直处于持续工作状态。
3.1初始状态设置
初始状态设置分为试验状态信息录入和采集通道信息设置两部分。试验状态信息包括试验名称、试验时间、试验地点、模拟器名称、初始发次编号、数据类型、探头位置。采集通道信息设置主要包括各通道的开启及关闭设置和各采集通道的转换系数设置。其中自动信息采集软件设计中的通道总数与数据采集单元通道数保持一致。本实施例PicoScope6407数字转换器具有4路通道,自动信息采集软件设计中通道数也应为4路通道,分别记为A、B、C、D。采集通道的运行状态设置中设计有两个子选项:开启/关闭,用于控制通道的运行和停止。当运行状态选择为关闭时,通道停止数据采集,转换系数栏变为不可录入状态;当运行状态选择为开启时,通道开启数据采集,并可录入转换系数。所有信息以表格形式录入并存档,用于生成报表时调用。
3.2待触发与触发
待触发过程中,需要不断从数据采集单元的内存中读取数据,并实时判别信号是否达到触发条件。一旦达到触发条件,信号自动触发,并截取一定的数据长度存储于缓存中,整个过程由自动信息采集软件完成。由于各路信号由同一路信号演变,选择触发通道时以通道衰减倍数最小(系数最大)为原则,保证系统动态范围内信号均可被触发。自动信息采集软件中触发设置同样以表格形式录入。表格按照功能区别设计固定栏、可选栏和可录入栏,并采用颜色对其进行区分。触发通道在选择时,可选栏中仅出现已开启通道。
触发采用窗口脉冲宽度触发。设置触发时需要给定阈值上限x和阈值下限y。若触发前信号大小处于x与y之间,当信号幅值处于大于x或小于y状态超过时间Δt时,信号触发。图4为窗口脉冲宽度触发的示意,其中图4(a)与图4(c)虽然达到信号溢出窗口的条件,但持续时间不够,不触发;图4(b)和图4(d)符合触发条件,正常触发。
3.3数据采集与存储
在进行数据采集之前,必须先设置好满足试验要求的各种参数。数据采集单元主要实现数据采集、数据存储和报表生成(数据存储处理单元主要是指硬件设备,其相关功能需要依托自动信息采集软件实现)等功能。
本实施例设计的数据采集界面如图5所示。进入数据采集单元界面后,用户点击“开始采集”按钮,自动测试系统将根据“初始状态设置”和“待触发与触发”的配置信息,等待触发,当接收到符合触发条件的触发信号后,将数据采集单元采集的数据上传给数据处理存储单元显示、存储和生成相应报表。在完成一次采集后,自动测试系统自动进入下一次试验状态,数据采集单元被设置为待触模式。
完成整个数据的存储需要执行以下几个步骤:
(1)截取一定长度的数据;
(2)按照一定的命名规则命名;
(3)以指定的数据格式、指定具体存储位置存储。
数据存储仅限已开启的通道,数据存储的格式需与绘图软件origin兼容,为此以TDMS或CSV数据格式为准,数据文件命名和存储位置都根据实际需求以约定好规则的进行设计。
3.4数据预处理
进行数据存储和报表生成前需先对数据进行预处理,包括数据甄别和数据截取。
为拓展系统动态范围设置的分路等比衰减下,多路信号同时采集,当信号完成触发后,中断内存中信号的读取,多路信号同时得到保留。其中仅有一路信号品质最高,其余信号出现饱和或信噪比较低。本发明通过制定信号甄别判据获取最高品质的信号并保存,具体判定方法为:当数据采集单元某一路信号输出幅值的绝对值大于其最大可采集信号的95%时,认为该路信号饱和,将此路信号排除,则剩余多路信号中输出幅值最大的信号即为品质最高(信噪比最佳)的信号。根据甄别的结果,在输出报表中对信噪比最佳数据做出标记,若无满足条件数据则不做标记。
数据截取由自动信息采集软件完成,应保证截取后的数据包含完整的波形信息,且波形清晰可见。本发明选取最佳数据作为判断对象,按照从峰值向两端截取的方式取出有效波形,去除冗余信息,将截取数据所得的时间差用于同发次所有通道的数据信息。若所有信号均饱和,则任选取一路信号作为截取对象。截取数据参数包含对应采集通道输出的信号最大值比例百分之n和区间系数m。首先搜索到数据值为绝对值最大点两侧一定比例的数据点,以绝对值最大点时刻为基准,左右两点到最大值点的时间差为长度,分别向左右两边延伸区间系数m倍,以便截取出完成的波形数据进行存储。
以电流数据为例,一般来说,电流数据满足衰减震荡规律,其时域表达式数学模型为:
其中I为电流,A为电流幅值,α和β均为常数,t为时间,为相位。典型电流波形如图6。
若最大值比例取20%,区间系数m取3,截取数据时,以电流幅值绝对值最大点|A|对应时刻t0为中心点,若从两侧向中心点搜寻至绝对值为第一个|A|*20%处对应的时刻分别为t-和t+,对应时间差Δt-和Δt+分别为:
Δt-=t0-t-
Δt+=t+-t0
截取数据区间取[t0-3Δt-,t0+3Δt+]即可保证满足衰减震荡规律数据波形的完整性,如图7所示。同时,数据存储处理单元还会存储一组未截取数据,若数据不满足衰减震荡规律,也可调阅原始数据手动截取。
3.5报表生成与存储
生成报表的目的是获取试验初步结果,使状态信息与电流波形数据对应,方便后期数据处理与分析。报表信息主要包括试验发次、试验状态信息和数据通道信息,报表样表见图8。
试验状态信息与录入初始状态信息一致。试验发次则与生成报表时当前状态的发次保持一致。数据通道信息包括:采集通道转换系数、被测信号幅值、波形概览和备注。采集通道转换系数是直接读取初始状态记录表中的数据,幅值栏填写被测信号的幅值,通过数据采集单元中相应通道的波形幅值与转换系数相乘获得。
波形概览栏为根据截取的波形数据绘制的图形。若通道关闭,相应图片位置为空白。图形绘制原则如下:
图形占满整个坐标横轴,纵轴占满2/3(坐标总长度=幅值*1.5,正负方向分别计算)。
刻度为轴向总长度/10并向上取整至第一位有效数字(如总长度为4.8,则刻度为0.5)。
备注信息是对波形的描述,填写规则如下:
已关闭的通道在备注栏中填写通道关闭,背景为黄色;
若波形幅值大于95mv,则备注栏填写饱和,背景为黄色;
若幅值小于5mv,则备注栏填写信噪比低,背景为黄色;
甄别出的最佳数据通道对应的备注栏填写最佳数据,背景为绿色;
若无信息填写,则备注栏空白。
报表存储与数据的存储一致,需按照一定的规则命名、以指定的数据格式、指定具体存储位置存储。
数据命名:根据初始状态设置表格中录入的信息,数据命名方式为:时间-模拟器名称+发次,如:20180101-XX号001。
数据格式:数据记录格式与excel兼容。
存储位置:存储位置根据可操作终端的实际情况,选取空间较大的位置存储于指定路径的文件夹中。若文件夹不存在,则新建文件夹后再存储。
3.6循环与结束
循环的目的是使自动测试系统在一发结束以后自动进入下一发的准备状态。循环的过程只需将发次号加1,其余沿用上一发中的信息。此步骤在报表存储之后自动完成。
设置停止指令,方便在任何时候强制停止并退出。
本发明工作过程如下:
1、将自动测试系统置于被测信号位置,通过人为预估待采集脉冲信号的信号特征,根据预估信号特征在自动测试系统操作主界面完成初始状态设定,设定完成后自动测试系统开始工作。
2、数据采集单元实时采集各通道信号,通过数据采集软件对各通道信号进行判别,当达到采集要求时按照设定采集时长对各通道信号由数据采集软件进行采集并存储至数据存储处理单元。
3、对数据采集单元采集的信号按照预设的数据截取规则截取有效信号,并对截取后的数据以及截取前的原始数据分别存储。
4、按照预设的报表格式生成数据报表,对各通道的信号自动判断信噪比等参数,并在数据报表中予以标注。
5、循环至下一发待触状态,每触发一次测量发次编号自动加1,在无人干预情况下自动重复步骤2至步骤4。
6、测量完成后撤收自动测试系统,结束测试流程。
Claims (10)
1.一种电磁脉冲效应参数自动测试系统,其特征在于:包括设置在屏蔽腔体外的传感器,以及设置在所述屏蔽腔体内的信号调理单元、数据采集单元和数据存储处理单元;所述数据存储处理单元上装载有自动信息采集软件;
所述传感器用于采集电磁脉冲效应参数;
所述信号调理单元用于调整所述数据采集单元的量程和动态范围;
所述数据采集单元用于采集所述传感器的输出信号,并转换为数字信号;
所述数据存储处理单元运行所述自动信息采集软件时实现以下步骤:
步骤1,接收并存储输入数据存储单元的初始状态信息、采集通道信息和触发信息,并使数据采集单元进入待触发模式;
步骤2,控制所述数据采集单元采集各通道信号并转换为数字信号后存储;
步骤3,接收到符合触发条件的触发信号后,控制数据采集单元使其将所述数字信号上传给数据存储处理单元;
步骤4,控制数据存储处理单元接收并存储数据采集单元上传的所述数字信号;
步骤5,从存储于数据采集单元中的数字信号中甄别出信噪比最佳的数字信号并作标记;
步骤6,从所述信噪比最佳的数字信号中截取设定长度的数据,去除冗余信息,要求截取的数据应包含完整、清晰的电流波形信息;
步骤7,将步骤6所截取的数据按照预设规则命名;
步骤8,以设定格式将步骤7命名后的数据存储于指定位置;
步骤9,根据步骤7存储的数据,生成设定格式的报表;
步骤10,存储所述报表;
步骤11,测试发次加一,返回步骤2,进入下一发测试。
2.根据权利要求1所述的电磁脉冲效应参数自动测试系统,其特征在于:所述初始状态信息包括试验名称、试验时间、试验地点、模拟器名称、初始发次编号、数据类型、探头位置;所述采集通道信息包括各采集通道的启闭信息、各采集通道的转换系数。
3.根据权利要求1所述的电磁脉冲效应参数自动测试系统,其特征在于:所述数据采集单元为PicoScope6407数字转换器,所述数据存储处理单元为嵌入式控制计算机。
4.根据权利要求1所述的电磁脉冲效应参数自动测试系统,其特征在于:
所述信号调理单元包括功率分配器和二级衰减器;
第一级衰减器的输入接所述传感器的输出,第一级衰减器的输出接功率分配器的输入;第二级衰减器为由多个子衰减器组成的衰减器阵列,子衰减器的个数与所述数据采集单元的采集通道数一致;
所述功率分配器用于将所述第一级衰减器的输出均分为与所述数据采集单元采集通道数一致的多路信号;
所述第二级衰减器用于将所述多路信号按设定倍数等比衰减。
5.根据权利要求1所述的电磁脉冲效应参数自动测试系统,其特征在于:
所述步骤5中甄别信噪比最佳数字信号的方法为:
首先判断每一路信号输出幅值大小,若某一路信号输出幅值的绝对值大于最大可采集信号的95%时,认为该路信号饱和,将该路信号排除,然后在剩余多路信号中选取输出幅值最大的信号即为信噪比最佳信号;
若所有信号均过饱和,则任选一路信号作为信噪比最佳信号。
6.根据权利要求1所述的电磁脉冲效应参数自动测试系统,其特征在于:所述步骤6中截取数据的方法为:
以信号波形中左右两端幅值等同于峰值的百分之n,且距离峰值最远的时刻t与峰值对应时刻t0的时间差Δt为基准,从峰值对应时刻t0分别向两端延伸mΔt,作为截取波形的起始和终止时刻;所述m和n为自定义参数,n取值范围为20~80,m取值根据n取值和信号完整程度需求确定;所述Δt>0。
7.根据权利要求1所述的电磁脉冲效应参数自动测试系统,其特征在于:所述步骤8中的设定格式为与绘图软件origin兼容的格式。
8.根据权利要求1所述的电磁脉冲效应参数自动测试系统,其特征在于:所述步骤9中生成的报表中包括试验发次、试验状态信息和数据通道信息;所述试验发次与生成当前报表时的发次一致;所述试验状态信息与所述步骤1中的初始状态信息一致;所述数据通道信息包括系数、幅值、波形概览和备注;所述波形概览为根据所述步骤6中截取的数据绘制的图形;所述幅值为被测信号的幅值;所述备注为对波形概览中波形的描述信息。
9.根据权利要求1所述的电磁脉冲效应参数自动测试系统,其特征在于:所述步骤10中以与excel兼容的格式存储所述报表。
10.根据权利要求1所述的电磁脉冲效应参数自动测试系统,其特征在于:所述传感器包括脉冲电场传感器、脉冲磁场传感器和脉冲电流传感器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810343944.7A CN108562799B (zh) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | 一种电磁脉冲效应参数自动测试系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810343944.7A CN108562799B (zh) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | 一种电磁脉冲效应参数自动测试系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108562799A true CN108562799A (zh) | 2018-09-21 |
CN108562799B CN108562799B (zh) | 2020-10-09 |
Family
ID=63535588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810343944.7A Active CN108562799B (zh) | 2018-04-17 | 2018-04-17 | 一种电磁脉冲效应参数自动测试系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108562799B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110231541A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-09-13 | 贵州电网有限责任公司 | 基于在线监测衰减震荡波反算系统等效电气参数的方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009057733A1 (de) * | 2009-12-10 | 2011-06-16 | Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg | Detektor zum Detektieren hochenergetischer elektromagnetischer Pulse |
KR101180021B1 (ko) * | 2012-02-16 | 2012-09-05 | 김창일 | 고고도 전자기파(hemp) 센싱모듈 |
CN104459348A (zh) * | 2014-12-27 | 2015-03-25 | 中国人民解放军63655部队 | 基于软件无线电的高功率微波辐射场测量装置及其方法 |
CN104483519A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-04-01 | 中国气象科学研究院 | 一种雷电信号触发器触发系统及方法 |
CN104597330A (zh) * | 2015-02-10 | 2015-05-06 | 吉林大学 | 电磁辐射信号采集与处理系统及方法 |
CN105137205A (zh) * | 2015-10-20 | 2015-12-09 | 西华大学 | 电磁脉冲电场测量系统 |
CN106571784A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-04-19 | 中国船舶重工集团公司第七0五研究所 | 一种超大动态范围低噪声水声换能器驱动电路 |
CN106771668A (zh) * | 2017-01-05 | 2017-05-31 | 西南交通大学 | 一种电磁辐射参数测试系统 |
CN107356822A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-11-17 | 西安交通大学 | 用于电磁脉冲多端口效应评估的多通道探测系统 |
-
2018
- 2018-04-17 CN CN201810343944.7A patent/CN108562799B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009057733A1 (de) * | 2009-12-10 | 2011-06-16 | Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg | Detektor zum Detektieren hochenergetischer elektromagnetischer Pulse |
KR101180021B1 (ko) * | 2012-02-16 | 2012-09-05 | 김창일 | 고고도 전자기파(hemp) 센싱모듈 |
CN104483519A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-04-01 | 中国气象科学研究院 | 一种雷电信号触发器触发系统及方法 |
CN104459348A (zh) * | 2014-12-27 | 2015-03-25 | 中国人民解放军63655部队 | 基于软件无线电的高功率微波辐射场测量装置及其方法 |
CN104597330A (zh) * | 2015-02-10 | 2015-05-06 | 吉林大学 | 电磁辐射信号采集与处理系统及方法 |
CN105137205A (zh) * | 2015-10-20 | 2015-12-09 | 西华大学 | 电磁脉冲电场测量系统 |
CN106571784A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-04-19 | 中国船舶重工集团公司第七0五研究所 | 一种超大动态范围低噪声水声换能器驱动电路 |
CN106771668A (zh) * | 2017-01-05 | 2017-05-31 | 西南交通大学 | 一种电磁辐射参数测试系统 |
CN107356822A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-11-17 | 西安交通大学 | 用于电磁脉冲多端口效应评估的多通道探测系统 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
夏季: "大容量气枪震源特性研究", 《中国博士学位论文全文数据库基础科学辑》 * |
张俊: "纳秒脉冲下典型钳压型浪涌防护元件的响应特性", 《强激光与离子束》 * |
杨静等: "电磁脉冲试验测试控制及信息管理系统", 《核电子学与探测技术》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110231541A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-09-13 | 贵州电网有限责任公司 | 基于在线监测衰减震荡波反算系统等效电气参数的方法 |
CN110231541B (zh) * | 2019-06-18 | 2021-09-28 | 贵州电网有限责任公司 | 基于在线监测衰减振荡波反算系统等效电气参数的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108562799B (zh) | 2020-10-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Copley et al. | Measurements and modelling of the response of an ultrasonic pulse to a lithium-ion battery as a precursor for state of charge estimation | |
CN105606499B (zh) | 悬浮颗粒物质量浓度实时检测装置及测量方法 | |
CN104407328B (zh) | 基于空间脉冲响应匹配的封闭空间声源定位方法及系统 | |
CN102156272A (zh) | 电能计量检定方法、装置和系统 | |
CN109524972B (zh) | 基于gso和svm算法的低频振荡参数估计方法 | |
CN108181492A (zh) | 一种示波器信号处理方法、装置及示波器 | |
CN106199257A (zh) | 集成电路电磁辐射分析方法 | |
CN102928800A (zh) | 罗氏线圈电流测量准确度检测装置 | |
CN117272913B (zh) | 集成电路版图设计系统及方法 | |
CN112986870A (zh) | 基于振动法的分布式电力变压器绕组状态监测方法及系统 | |
CN108562799A (zh) | 一种电磁脉冲效应参数自动测试系统 | |
CN112612656A (zh) | 用于数字化核脉冲处理器的在线式调试系统 | |
CN113027658A (zh) | 一种水轮机转轮实时状态评估方法及其应用 | |
CN115616454A (zh) | 一种基于互相关分析的变压器声纹成像方法和系统 | |
CN101324646A (zh) | 一种幅度概率分布统计参量测量仪 | |
CN111353391A (zh) | 雷达干扰效果评估方法、装置、电子设备及其存储介质 | |
CN111413725B (zh) | 一种利用虚拟仪器技术实现γ-γ数字符合测量的系统及方法 | |
CN116699257B (zh) | 一种低电平扫描场的高强辐射场测试装置及其测试方法 | |
CN106706285B (zh) | 一种制动盘固有频率在线检测方法 | |
CN103018605B (zh) | 电子元件检测试验监控系统 | |
CN108051661A (zh) | 一种基于振铃电流时频域特征的二极管寄生参数提取方法 | |
CN109540446B (zh) | 基于时域冲击面积的固体发动机跌落式冲击试验处理方法 | |
CN116401524A (zh) | 眼图分析方法及装置 | |
CN103995729A (zh) | 一种模拟仿真线路保护装置的软件系统 | |
CN107064633A (zh) | 城市轨道交通负荷谐波电流迭加系数确定方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |