[发明专利]一种多回路时序工作的测量方法和系统

说明书

本发明公开了一种多回路时序工作的测量方法和系统，该系统用四套不同刻度因数的电流传感器分别测量雷电流分量A/Ah波、B波、C/C*波和D波电流信号，分别将输出信号传送给四套嵌入式数字测试仪，所述四套嵌入式数字测试仪对提取的信号进行数据采集；四套嵌入式数字测试仪既能够对采集的数据进行分析和处理，也能够将采集的数据传递给上位管理机；上位管理机对四套嵌入式数字测试仪采集传输来的数据进行分析处理，最终获得航空器雷电直接效应试验的试验波形和试验参数。此测量方法和测量系统也可以用于航空材料、结构件等雷电直接效应试验的数据管理。

技术领域

本发明属于雷电防护技术领域，涉及一种航空航天领域的雷电防护试验，尤其是一种多回路时序工作的测量方法和测量系统。

背景技术

碳纤维复合材料广泛应用于航空航天、军事及民用工业等各个领域。随着飞机设计的改进和碳纤维复合材料技术的进步，碳纤维增强型聚合物复合材料CFRP(CarbonFiber Reinforced Polymers)在大型民用飞机、军用飞机、无人机及隐形飞机上的用量不断增长，空客A350XWA上CFRP材料所占的比例达到53％。但相比较传统使用的铝、钢和钛合金材料，CFRP的电传导性能差，这就使得CFRP层合板在雷击情况下无法像金属材料那样具有短时间使积累的电荷迅速转移或扩散的能力，这部分积聚的能量以焦耳热的形式使得CFRP温度急剧升高，从而导致CFRP的纤维断裂、树脂热解、深度分层等严重损伤。

大飞机雷电直接效应的试验和测量是目前国内外关注的热点和难点，其主要原因是大飞机雷电直接效应测量的雷电电流波测试装备及控制方法不能满足大飞机所设计的材料、结构件及整机研究和发展的需求，欧盟和美军标规定了航空器雷电直接的试验要求和雷电分量，其中包括200kA、持续时间不大于500μs的雷电流分量A(首次雷电回击分量)或150kA、持续时间不大于500μs的雷电流分量Ah(首次雷电回击的过渡分量)、2kA、持续时间不大于5ms的雷电流分量B(中间电流分量)、200A-800A、持续时间不大于0.25s-1s的雷电流分量C/C*(持续电流分量)和100kA、持续时间不大于500μs的雷电流分量D(后续回击分量)电流波，其中雷电流分量A、Ah和D波可以用振荡波和单极性波两种形式，相比之下，单极性雷电波能够较好的模拟实际的雷电效应，通常被作为国内外认可的试验波形。各种电流分量分时作用且幅值、频带(持续时间)存在显著差异，依靠1套电流传感器和1套记录(测量)装置无法满足航空器直接效应试验的测量要求，已经成为严重制约了大飞机雷电直接效应试验的和大飞机发展的瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种多回路时序工作的测量方法和系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明首先提出一种多回路时序工作的测量方法，用四套不同刻度因数的电流传感器分别测量雷电流分量A/Ah波、B波、C/C*波和D波电流信号；四套不同刻度因数的电流传感器分别将输出信号传送给四套嵌入式数字测试仪，所述四套嵌入式数字测试仪对四套不同刻度因数的电流传感器提取的信号进行数据采集；所述四套嵌入式数字测试仪既能够对采集的数据进行分析和处理，也能够将采集的数据传递给上位管理机；上位管理机对四套嵌入式数字测试仪采集传输来的数据进行分析处理，最终获得航空器雷电直接效应试验的试验波形和试验参数。

本发明还提出一种多回路时序工作的测量系统：由计算机数据分析与管理单元、四套嵌入式数字测量仪或数字示波器以及四套不同刻度因数的电流传感器组成；

所述四套不同刻度因数的电流传感器为电流传感器A、电流传感器B、电流传感器C和电流传感器D，所述电流传感器A、电流传感器B、电流传感器C和电流传感器D分别用以雷电流分量A/Ah波、B波、C/C*波和D波电流信号的精确提取，以实现嵌入式数字测量仪或示波器测量信号范围的要求；