發(fā)布時(shí)間：2020-07-29 15:50

【摘要】：放入式電子測壓器(以下簡稱電子測壓器)是火炮的膛壓測試裝置,可獲取膛內(nèi)壓力隨時(shí)間變化的完整曲線,其主要由傳感器、電路模塊、倒置開關(guān)、電源以及高強(qiáng)度殼體構(gòu)成,具有體積小、功耗低、精度高、操作簡便、可重復(fù)使用等特點(diǎn)。由于我國作戰(zhàn)地域遼闊,且電子測壓器需滿足隨彈藥保溫的勤務(wù)要求,除此之外,火炮發(fā)射時(shí),火藥燃燒形成的高溫、高壓、高沖擊等惡劣環(huán)境同樣考驗(yàn)著電子測壓器的可靠性與適應(yīng)性,故需要對電子測壓器的環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行研究。本文的研究內(nèi)容分為兩部分,一部分為電子測壓器環(huán)境適應(yīng)性研究,環(huán)境適應(yīng)性作為武器裝備重要的質(zhì)量特性之一,既有環(huán)境適應(yīng)性的設(shè)計(jì),同時(shí)也有環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn),二者相互結(jié)合、相互配合,共同提高武器設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)能力。對電子測壓器的環(huán)境適應(yīng)性研究將從環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)以及環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)兩方面進(jìn)行,本文從以下三個(gè)方面進(jìn)行論述:(1)通過分析電子測壓器的主體結(jié)構(gòu)以及惡劣的工作環(huán)境,確定電子測壓器的環(huán)境剖面,制定環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)原則,以設(shè)計(jì)原則為基礎(chǔ),對電子測壓器環(huán)境的傳感器、電路模塊、電源以及殼體分別從溫度特性、抗沖擊特性、抗壓特性以及抗電磁特性四個(gè)方面考慮對電子測壓器環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行設(shè)計(jì),達(dá)到提高電子測壓器環(huán)境適應(yīng)性的目的。(2)分別設(shè)計(jì)了電路模塊、電源、倒置開關(guān)以及裝置校準(zhǔn)的環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn),并得出試驗(yàn)結(jié)果,重點(diǎn)設(shè)計(jì)了電源的環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn),并對聚合物鋰離子電池和超級電容分別進(jìn)行放電試驗(yàn)以及抗沖擊試驗(yàn),分析比較二者的放電特性以及抗沖擊特性,并通過環(huán)境試驗(yàn)對電子測壓器的環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行評估。(3)針對多測點(diǎn)時(shí)基的統(tǒng)一問題,提出了利用光信號作為外觸發(fā)信號,并根據(jù)光敏器件的響應(yīng)時(shí)間選用光敏二極管作為光信號的接收端,通過利用Altium Designer設(shè)計(jì)光電轉(zhuǎn)換電路以及時(shí)間差補(bǔ)器電路,實(shí)現(xiàn)多測點(diǎn)時(shí)基的一致性。另一部分為數(shù)據(jù)處理,根據(jù)膛底壓力與彈底壓力的理論關(guān)系,利用電子測壓器測得的膛底壓力數(shù)據(jù)解算出彈底壓力數(shù)據(jù);對彈丸運(yùn)動(dòng)的受力進(jìn)行分析,利用膛底壓力與彈丸炮口速度的理論關(guān)系解算出彈丸運(yùn)動(dòng)至炮口的速度,并與雷達(dá)測速儀測得的炮口速度相比較,以驗(yàn)證該解算方法的正確性、合理性。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TJ306
【圖文】：

坡膛 線膛圖 2.2 火炮身管結(jié)構(gòu)時(shí)是置于藥筒底部的，點(diǎn)燃火藥后，彈丸在曲線如圖 2.3 所示，同時(shí)電子測壓器在炮膛運(yùn)動(dòng)，隨著火炮的仰角以及火藥的燃燒速率的內(nèi)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后停止。不論是否飛出膛外，必要受到一定的沖擊與振動(dòng)且會(huì)作用至裝置內(nèi)接以及電子元器件使的部分變形，也可能會(huì)信號的準(zhǔn)確性，甚至?xí)䴗y不到信號，降低使用各模塊的耐加速度沖擊值如表 2.3 所示。

中北大學(xué)學(xué)位論文碰護(hù)膛環(huán)，進(jìn)而保護(hù)電子測壓器與炮膛內(nèi)壁免受破壞。除此之外，電子測壓器的殼以承受 4000g 以上的加速度沖擊，保護(hù)裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)。（3）抗高壓環(huán)境的適應(yīng)性設(shè)計(jì)為了確保傳感器、電路、電池等在高壓工作環(huán)境中正常工作，電子測壓器的殼體選強(qiáng)度的馬氏體時(shí)效鋼[23-24]，經(jīng)過熱處理可以承受高達(dá)千兆帕的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)滿足 GJB2973A-2008 內(nèi)規(guī)定的測試量程為 0～600MPa 的要求。對殼體進(jìn)行強(qiáng)度分析，結(jié)果如圖 2.5、2.6 所示。從圖中可以看出，殼體各部分承受力均在馬氏體時(shí)效鋼的屈服極限之內(nèi)，且單位面積受力最大的部位發(fā)生的移位僅m，對殼體的影響可忽略不計(jì)，則說明殼體可滿足裝置的要求。

中北大學(xué)學(xué)位論文碰護(hù)膛環(huán)，進(jìn)而保護(hù)電子測壓器與炮膛內(nèi)壁免受破壞。除此之外，電子測壓器的殼以承受 4000g 以上的加速度沖擊，保護(hù)裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)。（3）抗高壓環(huán)境的適應(yīng)性設(shè)計(jì)為了確保傳感器、電路、電池等在高壓工作環(huán)境中正常工作，電子測壓器的殼體選強(qiáng)度的馬氏體時(shí)效鋼[23-24]，經(jīng)過熱處理可以承受高達(dá)千兆帕的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)滿足 GJB2973A-2008 內(nèi)規(guī)定的測試量程為 0～600MPa 的要求。對殼體進(jìn)行強(qiáng)度分析，結(jié)果如圖 2.5、2.6 所示。從圖中可以看出，殼體各部分承受力均在馬氏體時(shí)效鋼的屈服極限之內(nèi)，且單位面積受力最大的部位發(fā)生的移位僅m，對殼體的影響可忽略不計(jì)，則說明殼體可滿足裝置的要求。

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本文編號：2774177