CN2539147Y - 微型存储测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微型存储测试装置。包括外壳，传感器输入接口和通讯接口，前级信号调理电路，带ADC转换器的微控制器、存储电路、DC/DC变换电路以及在外壳与存储测试系统电路之间的绝缘缓冲层。本实用新型具有体积小、功耗低、抗冲击、抗过载、抗干扰、可以进行高速采样，记录数据可靠，存储容量大等优点，由于采用了全集成的12位数据采集系统控制芯片，同时使用了最新型的无须外加地址锁存器的非易失数据存储芯片，既提高了测试系统的数据采集精度和可靠性，又大大缩小了系统的体积，可以应用于弹丸、车辆、船舶等运动物体的参数测试。

Description

微型存储测试装置

一、所属技术领域：

本实用新型涉及一种测试装置，特别是一种运动物体参数测试的微型存储测试装置。

二、背景技术

存储测试技术是在特殊环境条件下完成运动物体运动参数测试的有效手段，应用前景广阔。对于存储测试技术的研究，国外是从二十世纪七十年代末期开始，八十年代初渐有文献报道。90年代，美国的SNL实验室研制了小型、单通道、高g值的加速度记录器可以承受40,000g的加速度，采样频率为15kHz。IES公司的52型高冲击模拟信号记录器可以达到400kHz的采样频率，可以工作在100,000g环境中。国内于1983年开始提出研究引信数据的存储测试方法，华北工学院在80～90年代实现了存储测试系统的应用。中国专利87214760公开了一种“弹上存储测试装置”，中国专利87214761公开了一种“电子测压蛋”，中国专利00260992公开了一种“动态检测数据记录装置”。它们都是采用把前置放大器、采样A/D转换器、触发电路、控制器、存储器、时钟发生器、地址发生器等集成微缩成一个电路模块，把电路模块、接口和电池胶封为一体的方式，电路结构复杂，而且系统体积较大。

三、发明内容

本实用新型的目的在于提供一种电路结构简单，体积小，适用于弹丸全弹道动态参数测试的双通道低功耗微型存储测试装置。

实现本实用新型目的的技术解决方案是：一种微型存储测试装置，包括外壳、电池、电池充电接口、计算机接口、电路模块、内部连接导线、传感器接口，其特征在于：在外壳和内部各模块之间填充的绝缘缓冲层，外壳由底筒和端盖组成，端盖上面安装了电池充电接口、计算机接口和传感器输入接口，电池、电池充电接口、计算机接口、传感器输入接口与电路模块之间通过内部连接导线相连，电路模块包括非易失性可以快速读写的并行存储器、带高速A/D转换器和高精度D/A转换器的微控制器、信号调理电路、电源管理电路[14]和时钟产生模块；时钟产生模块的输出端连接微控制器的XTAL1；传感器输入接口连接信号调理电路，再连接微控制器的ADC输入口；微控制器的数据总线DB和地址总线AB分别与数据存储器的数据总线DB和地址总线AB连接，微控制器的地址锁存允许线ALE与数据存储器的片选信号线 CE连接，微控制器的读控制信号 RD与数据存储器的读允许信号 OE连接，微控制器的写控制信号 WR与数据存储器的写允许信号 WE连接；计算机接口与微控制器的串行接口相连。

本实用新型的传感器信号经过输入接口进入存储测试系统后，首先经过信号调理电路进行调理和放大，此后，经过微控制器内部的通道变换电路和A/D转换电路把模拟信号变成数字信号，然后把采集到的数据存入数据存储器中。DC/DC变换电路把由电池提供的能源进行升压变换并提供给整个存储测试系统。微控制器除了提供测试系统所需时序、进行A/D变换、控制数据输入输出数据存储器和提供通讯接口外，还给信号调理电路提供基准电压。

本实用新型与现有的技术相比，其显著优点是：用于各种口径的弹箭引信和弹丸的动态参数测试，具有体积小、功耗低、抗冲击、抗过载、抗干扰、可以进行高速采样，记录数据可靠，存储容量大等优点，该测试系统同样可以应用于车辆、船舶等运动物体的参数测试，作为其安全检测各种参数的“黑匣子”使用，由于采用了全集成的12位数据采集系统控制芯片，同时使用了最新型的无须外加地址锁存器的非易失数据存储芯片，既提高了测试系统的数据采集精度和可靠性，又大大缩小了系统的体积，使得本存储测试系统能够被应用于内径小于25mm的弹丸内部进行参数的测量。

四、附图说明

图1是本实用新型的微型存储测试装置的一种结构示意图。

图2是本实用新型的微型存储测试装置的电路框图。

五、具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

结合图1，图2，本实用新型的微型存储测试装置由铝合金外壳1，电池2，电池充电接口3，计算机接口4，测试装置电路模块5，内部连接导线6，传感器接口7以及在外壳和内部各模块之间填充的绝缘缓冲层8组成。外壳的一端封闭，另一端为端盖，上面安装了电池充电接口、计算机接口和传感器输入接口，电池与电路模块之间通过连接导线相连，电池充电接口、计算机接口、传感器输入接口与电路模块之间也通过内部连接导线相连。电池和电路模块的表面都涂有一层硅橡胶，起缓冲作用。然后用环氧树脂灌注密封在外壳的底筒内，再盖上安装好各接口的端盖并通过螺钉固定，底筒和端盖共同组成外壳，起到对各内部模块和接口的保护作用。

本实用新型的微型存储测试装置的电路，包括非易失性可以快速读写的并行数据存储器9，带高速A/D转换器和高精度D/A转换器的微控制器10，信号调理电路11和电源管理电路14和时钟产生模块15。可以承受强过载而不改变输出波形的时钟产生模块的输出端连接微控制器的XTAL1，它可以产生频率为13.6MHz的振荡信号，作为测试装置工作所需的时钟；微控制器的数据总线DB和地址总线AB分别与数据存储器的数据总线DB和地址总线AB连接，微控制器的地址锁存允许线ALE与数据存储器的片选信号线 CE连接，微控制器的读控制信号 RD与数据存储器的读允许信号 OE连接，微控制器的写控制信号 WR与数据存储器的写允许信号 WE连接。在向数据存储器写数据时，微控制器的写操作先把要写入存储器的地址信号输出到地址总线上，随后地址锁存允许线ALE电平变低，数据存储器的片选信号线 CE有效，并把地址锁存，然后，微控制器把数据信号输出到数据线上，在写控制信号 WR的作用下，数据存储器的写允许信号 WE有效，实现数据写操作。在从数据存储器读数据时，微控制器的读操作先把要读出存储器的地址信号输出到地址总线上，随后地址锁存允许线ALE电平变低，数据存储器的片选信号线 CE有效，并把地址锁存，然后，在读控制信号 RD的作用下，数据存储器的读允许信号 OE有效，把数据信号输出到数据线上，再由微控制器读出数据，实现数据读操作。1.2V电压的电池2通过电源管理电路的DC/DC升压后得到3V电压，给整个测试装置提供电源。使用微控制器所集成的12位DAC输出作为信号调理电路的电压基准，使测试装置的测量基准可以调节，实现了测量基准的自适应。

和测试装置电路模块封装在一起的电池采用抗冲击的可充电电池，它们被封装在外壳内部，并用绝缘缓冲材料填充。充电时，外部充电器通过充电接口接入电源管理，实现对电池的充电，使得测试系统可以多次使用。在进行存储测试前，要对测试装置进行初始化，这是由计算机通过计算机接口与微控制器的串行口连接进行通信而实现的。初始化的内容包括设定软件延时的时间、设定测试信号的触发限。从系统上电工作到开始进行ADC转换并进行存储测试期间采用软件延时可以避免测试装置误触发，并且，在此期间，微控制器工作在空闲状态，ADC和DAC都掉电，测试装置的信号调理电路和数据存储电路也都不工作，使测试装置工作在低功耗状态，节省了能源，延长了电池的有效工作寿命。信号测试的触发限也可以通过计算机初始化过程进行设定。在进行测试时，两路传感器12和13所感受到的被测信号通过传感器输入接口7连接到信号调理电路，经过调理和放大的两路模拟信号进入微控制器的ADC输入引脚，经过微控制器内部的ADC转换，把模拟量转换成数字量，再把转换结果存储在数据存储器中。测试完成后，同样通过计算机接口实现数据从测试装置到计算机的上传，并由计算机软件实现测试结果的处理和分析。

本实用新型提供的微型存储测试装置已经在弹丸全弹道参数测量试验中得到了成功的应用。

Claims (3)

1、一种微型存储测试装置，包括外壳[1]、电池[2]、电池充电接口[3]、计算机接口[4]、电路模块[5]、内部连接导线[6]、传感器接口[7]，其特征在于：在外壳和内部各模块之间填充的绝缘缓冲层[8]，外壳由底筒和端盖组成，端盖上面安装了电池充电接口、计算机接口和传感器输入接口，电池、电池充电接口、计算机接口、传感器输入接口与电路模块之间通过内部连接导线相连，电路模块[5]包括非易失性可以快速读写的并行存储器[9]、带高速A/D转换器和高精度D/A转换器的微控制器[10]、信号调理电路[11]、电源管理电路[14]和时钟产生模块[15]；时钟产生模块的输出端连接微控制器的XTAL1；传感器输入接口连接信号调理电路，再连接微控制器的ADC输入口；微控制器的数据总线DB和地址总线AB分别与数据存储器的数据总线DB和地址总线AB连接，微控制器的地址锁存允许线ALE与数据存储器的片选信号线 CE连接，微控制器的读控制信号 RD与数据存储器的读允许信号 OE连接，微控制器的写控制信号 WR与数据存储器的写允许信号 WE连接；计算机接口与微控制器的串行接口相连。

2、根据权利要求1所述的微型存储测试装置，其特征在于：电源采用可充电抗冲击电池[2]，电池充电接口和电池都与电源管理电路连接，电源管理电路还连接信号调理电路和微控制器，向测试装置供电。

3、根据权利要求1或2所述的微型存储测试装置，其特征在于：电池和电路模块的表面涂有硅橡胶，用环氧树脂灌注密封在外壳的底筒内，端盖通过螺钉与底筒固定。

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