加速度存储测试技术国内外研究现状

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国内外研究现状1 加速度测量发生爆炸后，爆炸场中的建筑物受到地震波的冲击和震动，地震波存在纵波和横波，而引起振动方向的不确定性，若想全面获取加速度信息，需测量其三维加速度。据资料显示，爆炸地震波的能量主要集中在30—40Hz之间的低频段[6]。因此，测量三维加速度的加速度传感器工作频率应符合地震波的集中频率段。所研究的三维加速度传感器以压电式、电容式为主[8]。61186

SNL圣地亚国际实验室研制的小型加速度记录仪能够进行单轴或三轴测试[23]。加拿大Controlex公司研制的CM343型记录仪，内置三个压阻式加速度计，核心控制其选用FPGA，在某次火箭侵彻试验中成功采集三路加速度信号[24]。

1996年，张际先、蒋登峰使用1000型集成电容加速度传感器组成三维加速度传感器，可测30个通道，频率从零到中频[5]。2004年，张新、董凯、赵耀军采用了薄壁圆筒上开双层错位孔形式的弹性元件，利用剪切应变测量，研制了新型电阻应变式三维加速度传感器[24]。2006年，赵彦涛、李志全指出，将三个加速度计组合拼装的方法存在稳定性差、适用范围小、装配困难等缺点，因此选用一体化的基于光纤传感的三维加速度传感器，对三维加速度进行了测量与分析[21]。同年，张新针对矿用设备的振动测试，研制了一种基于但惯性质量块的一体化结构三维加速度传感器，该传感器在三个正交方向上均有较高灵敏度[25]。2007年，陈星龙、姜向东研制了一种新型压电加速度传感器，使用严格圆球形的惯性质量块和严格对称的压电陶瓷片，实现了三维加速度测量[8]。

2 加速度传感器

国外对加速度传感器的研究有了一步步的突破。美国的圣地亚国家实验室已对高g值的加速度传感器校准，通过气枪实验，对电池和调理电路的抗高冲击能力进行了研究。西北太平洋国家实验室等，提出一种对具体目标进行分割的实验研究和操作。W.D.Zhang研究出一种用于研究侵彻硬目标的超高g值减速测量装置[4]。

加速度传感器在国内也得到越来越广泛的应用。2007年，李红旗等人采用8742A10型压电式冲击加速度传感器，实现对弹丸内弹道加速度高速采样存储[1]。2010年，邢博闻采用集成3轴加速度传感器MMA7455,完成对模型火箭高度的测定与其在定高分离的功能[2]。2012年，张军等针对9-SPS并联压电式六维加速度传感器的结构特点与工作原理，设计一种集多通道电荷放大器、信号采集与处理为一体的测量系统[3]，对传统电荷放大器进行了改进与优化。2010年，贾兴中等研究了基于ICP模式的动态压力传感器。2012年4月，王代华等进行了冲击波超压测试系统设计[9]。他们均指出，典型的ICP系统通常采用恒流源供电，供电电缆同时作为信号输出线，输出低阻抗信号，可克服压电传感器所固有的缺点[7~8]。

3 存储测试技术

目前常用的对三维加速度的测量多采用硬线测试技术，即使用三路长信号线直接将传输测试信号连接信号调理仪器、数据采集系统进行测试。该方法存在信号线易断、抖动、难安装、难制作、试验准备时间较长等问题。因此，提出了三维加速度存储测试技术。

国外从20世纪70年代末期开始存储测试技术的研究。80年代，LoulsRS提出的应用于弹丸测试的先进的数字存储测试仪概念，研究了存储测试的实现方法以及可能面临的问题,并将存储测试仪与无线电遥测仪在性能特点上作了对比,指出存储测试仪具有结构简单文献综述、不需要发射天线、微体积、低功耗、可重复使用等优点。从1983年-1987年国外有关文献的报道中可以看出，美国、以色列、法国等在这项技术上都取得了较大的进展。德法研究所完成了和无线电遥测系统兼容的小型存储遥测系统,存储容量为SKXS,可承受8000g过载。以色列为终点参数快速存储专门建立了水回收靶道。奥地利推出了B700高G遥测系统，利用存储遥感加无线电遥测技术将膛内数据延时20ms,出膛发射由地面站接收。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40000g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100000g环境中[10]。