
第 27卷 第 11期
2014年 11月
传 感 技 术 学 报
CHINESE JOURNAL OF SENSORS AND ACTUATORS
V01.27 No.11
NOV.2014
Design and Implementation of M uzzle Blast W ave M easuring System
Based on FPGA and W ireless Com munication
JIAO Yaohan ,XU Peng ,DU Hongmian , ,LIU Fan ,LIANG Yongye ,
(1.National Key Laboratoryfor Electronic Measurement Technology,North University ofChina,Taiyuan 030051,China;
2-Key Laboratory Instrumentation Science& Dynamic Measurement Ministry ofEducation,North University of China,Taiyuan 030051,China )
Abstract:As site environment of the muzzle blast wave overpressure measurement is very harsh
. in 0rder t0 improve
the accuracy and flexibility of test system ,a design of muzzle blast test system based Oil field programmable gate ar—
ray(FPGA)and wireless communications is given in the article.Result of dynamic calibration based on shock tube
shows that the system meet the basic requirements of military specifications on the muzzle blast wave overpressure
test.The system was tested in several live ammunition tests and all obtained the curves of the muzzle blast wave
overpressure successfully.The experimental results indicate that the system has the advantages of small volume,low
power consumption,flexibility,etc.And has a good application prospect in the muzzle shock wave test.
Key words:storage testing;muzzle blast wave;wireless transmission;FPGA
EEACC:7230 doi:10.3969/j.issn.1004-1699.2014.11.026
基于 FPGA和无线通信的炮口冲击波测试系统设计与实现
焦耀晗 2,徐 鹏 2,杜红棉 ,刘 帆 ,梁永烨 2
(1.中北大学电子测试 技术国家重点实验室 ;太原 030051;2.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室 ,太原 030051)
摘 要 :由于炮 口冲击波超压测试现场环境比较恶劣,为了提高存储测试系统的可靠性和灵活性,给出了一种基于现场可编
程 门阵列 (FPGA)和无线 通信 的炮 口冲击波测试 系统 的设计 与实施方案 。测试系统 的激 波管动态校 准结果表 明 ,系统 符合 国
军标对炮 El冲击波超压测试 的基本要求 。该 系统在多次靶 场实 爆试验 中进行 了测试 试验 ,都成 功捕获 到炮 口冲击波 超压 曲
线。试验 结果表明所设计 的炮 口冲击波测试 系统具有体积小 ,微功耗 ,灵活性高 ,测试效 率高等优 点 ,在炮 口冲击波测试 中具
有 良好 的应用前景。
关 键词 :存储测试 ;炮El冲击波 ;无线传输;FPGA
中 图分 类 号 :TM932 文献标 识码 :A 文 章编 号 :1004—1699(2014)11—1585—04
炮 口冲击波超压是 自行火炮测试 中的重要动态参
数之一,其精确测量对 自动火炮研制和性能检测十分
重要¨j。国内在炮 口冲击流场研究分析上偏重于数值
模拟,进而预测炮 口冲击波 场各 点 的压力值 j。本文
参考国军标中炮 口冲击波测试的相关标准,设计了一
种基 于现场可编程 门阵列 (FPGA)和无线 通信技术并
结合动态校准、实时存储技术的炮 口冲击波超压测试
系统 ,并通过了靶场火炮射击测试试验的验证。
1 系统 总体设计及关键 技术
1.1 系统 组成及 测试 原 理
测试 系统 主要 由控 制 台及 测 试 电路 装 置 组
收 稿 日期 :2014-02-27 修 改 日期 :2014—09—30
成 ,测试 电 路 装 置 包 括 传 感 器 、电源 管 理 模 块 、
FPGA逻辑器 、数据 存储模 块 、无线模 块等 。进行
实弹测 试时 ,控制 台放 置 在安全 距 离外 的 掩 体 中,
测试 电路装 置 按测 点要 求 布设 于炮 口冲击 波 场
中。控制 台以无线通信方式 控制测试 电路 的工作
状态 ,根据测试要求进行采样频 率、放大倍数 和触
发方式等相关 参数的配置l_3 J。压力传感器采 集到
信 号后送至 A/D转换 器 ,A/D转换 的数字量 信号
在 FPGA 的 控 制 下 存 储 到 FLASH 芯 片 中,通 过
USB接 口读 取 闪存 中的数据 至计算 机 中,再 对其
进 行 显示 处 理 。
测试 系 统原理 框图如 图 1所示 。