[发明专利]飞行器气动参数测试用带式传感器阵列

说明书

技术领域

本发明属于飞行器气动参数测试领域，具体是涉及一种多参数、高密度数字化测试的传感器阵列。本发明的传感器阵列由带式传感器串联，再并联构成“丰”字结构的网络化结构模式。

背景技术

气动参数的测量对于飞行器而言具有十分重要的意义。传统方法中，飞行器气动参数的测试是通过普通压力传感器、温度传感器、振动传感器及应变片来测量飞行器表面的压力、温度、振动和应变。测试时，在飞行器模型表面打孔或将各传感器粘贴在飞行器表面后进行试验。通过飞行器表面的过孔，将各传感器与上位机进行物理连接，把测试到的数据传送给上位机进行纪录分析。

当飞行器上需要测试的点不多且分布不密集时，用这种传统的测试方法进行测试是可行的。但是，对于需要测试的点较多，且分布密集时，传统测试方法的缺点就显现出来：

1.由于要在飞行器表面打孔，破坏了飞行器的整体性能。同时，由于过孔影响了飞行器的强度，所以无法在实际飞行中测试，只能在风洞实验中进行。

2.一次风洞实验需要准备数百只不同功能的传感器，系统布线复杂、体积庞大，所以传统测试方法一次试验仅仅能够获取单一参数或几个参数，无法通过大面积多点测试来获取物理参数的分布场。

3.由于传感器的体积较大，严重影响了被测体自身的表面气动特性，而无法准确测得表面压力载荷场的分布。

同时，风洞实验也无法完全模拟真实飞行的气动环境，无法满足飞行器适应复杂气动条件的设计与实际验证的需求，这就直接影响着飞行器的精度、强度、速度、可靠性等重要性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于多传感器的飞行器气动参数测试用带式传感器阵列。

为达到上述目的，本发明采取如下技术方案：

总体测试装置采用由独立的8节点带式传感器串联然后再并联构成的“丰”字结构网络化模式的带式传感器阵列。

其中总体测试装置的基本组成单元是独立的测试节点(10)。相对独立的8个测试节点(10)组成一条带，称为带式传感器(20)，x(x≤32)个带式传感器(20)串联在一起，组成包含有m(m≤256)个测试节点(10)的一行传感器测试带(30)。在每行传感器测试带(30)间都设置有一个行测试带信息管理模块(40)，每一行内的测试节点(10)都通过专用总线与行内的行测试带信息管理模块(40)相连，行测试带信息管理模块(40)负责将整行的信息通过高速总线传输至弹载数据记录仪(50)，行测试带信息管理模块(40)间共用高速总线。n行传感器测试带(30)平行排列组合在一起，构成由m×n个测试节点组成的带式传感器阵列。带式传感器阵列的电源通过共用的总线提供。

所述的测试节点(10)包括：薄膜应变电桥(1)、MEMS压力传感器敏感头(2)、MEMS加速度传感器敏感头(3)、温度传感器(4)、信号处理ASIC单元(5)以及包括有ADC(61)、逻辑控制单元CPU(62)、存储器FLASH(63)和专用总线控制接口(64)的一体化微处理单元MPU芯片(6)。

其中，所述的信号处理ASIC单元(5)首先分别与薄膜应变电桥(1)、MEMS压力传感器敏感头(2)、MEMS加速度传感器敏感头(3)、温度传感器(4)四个独立的芯片信号相连，对四路模拟信号进行调理，然后连接微处理单元MPU芯片(6)，以对调理后的模拟信号进行数字处理。

所述的微处理单元MPU芯片(6)为数据采集、处理、存储与发送单元，由ADC(61)对接受的四路模拟信号进行A/D转换，之后输入至逻辑控制单元CPU(62)进行处理，接着输入至存储器FLASH(63)，最后通过专用总线控制用总线接口(64)以专用总线形式发送至行测试带信息管理模块(40)。

所述的行测试带信息管理模块(40)包括：专用总线接口(41)、MPU内核(42)、FIFO(43)和高速总线接口控制器(44)。专用总线接口(41)以总线形式与每个测试节点(10)中微处理单元MPU芯片(6)的专用总线控制用总线接口(64)连接，由MPU内核(42)对数据进行收集后，输入至FIFO(43)，最后通过高速总线接口控制器(44)和高速总线输入至弹载记录仪(50)中。