一種基于正交應變片陣列的應變量測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于正交應變片陣列的應變量測試系統(tǒng)。本發(fā)明的測試系統(tǒng)，包括PVC空心管、明膠體、應變片、光源系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)、數據處理系統(tǒng)；四片以上的應變片粘貼于一根PVC空心管的外表面，PVC空心管上的應變片呈正交布置；每片應變片的外端通過接線端子引出連接線；粘貼有應變片的PVC空心管凝固在形狀為立方體的明膠體內，PVC空心管垂直于明膠體的底面，每個應變片的連接線裸露在明膠體之外；每個應變片通過連接線與數據采集系統(tǒng)的輸入端相連；圖像采集系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)的輸出端連接數據處理系統(tǒng)。本發(fā)明的測試系統(tǒng)可靠性高、測試精度好，可廣泛用于測試【技術領域】。
【專利說明】 一種基于正交應變片陣列的應變量測試系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于正交應變片陣列的應變量測試系統(tǒng)，屬于測試【技術領域】。

【背景技術】
[0002]球形破片侵徹明膠體過程中，對明膠體內部模擬骨骼產生的應變量變化數據是評價破片殺傷效應的一項重要的測試內容。傳統(tǒng)的球形破片侵徹明膠體的應變量測試是在明膠體內部放置一根PVC空心管作為模擬骨骼，在這根PVC空心管的外表面的中間位置，粘貼一片應變片作為傳感器，測量球形破片侵徹明膠體過程中，在明膠體內部產生的應變量變化的數據。但是，球形破片在侵徹明膠體過程中，經常會使粘貼于PVC空心管外表面的應變片損壞而導致無法得到應變量的數據，同時，傳統(tǒng)的球形破片侵徹明膠體的應變量測試系統(tǒng)，由于球形破片侵徹位置的分散性和缺少其它設備獲取的測試數據的補償，僅依靠一片應變片獲取的測試數據往往不能準確的反映出明膠體被侵徹位置的應變量的變化數據。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了提高球形破片侵徹明膠體的應變量測試試驗的可靠性和應變量的測試精度，而提出一種基于正交應變片陣列的應變量測試系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現的。
[0005]本發(fā)明的一種基于正交應變片陣列的應變量測試系統(tǒng)，包括PVC空心管、明膠體、應變片、光源系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)、數據處理系統(tǒng)；
[0006]光源系統(tǒng)用于使明膠體處于透明狀態(tài)，有利于圖像采集系統(tǒng)獲取清晰的圖像；
[0007]圖像采集系統(tǒng)用來采集目標侵徹明膠的瞬時速度數據；
[0008]數據采集系統(tǒng)用來采集應變片輸出的電阻值變化數據；
[0009]數據處理系統(tǒng)將電阻值變化數據和瞬時速度數據轉換成應變量變化數據；
[0010]四片以上的應變片粘貼于一根PVC空心管的外表面，PVC空心管上的應變片呈正交布置，任意兩片應變片中心之間間隔大于10_;每片應變片的外端通過接線端子引出連接線；粘貼有應變片的PVC空心管凝固在形狀為立方體的明膠體內，PVC空心管垂直于明膠體的底面，每個應變片的連接線裸露在明膠體之外；
[0011]每個應變片裸露在明膠體外的連接線與數據采集系統(tǒng)的輸入端相連；
[0012]光源系統(tǒng)和圖像采集系統(tǒng)分別設置在明膠體的兩側，且光源系統(tǒng)的照射方向和圖像采集的系統(tǒng)圖像采集方向均與PVC空心管垂直；
[0013]圖像采集系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)的輸出端連接數據處理系統(tǒng)。
[0014]工作過程
[0015]發(fā)射器的發(fā)射方向與明膠體內的PVC空心管垂直，且正對應變片在PVC空心管上至少一個應變片的安裝面，發(fā)射器發(fā)射球形破片，使其侵徹明膠體，使明膠體內的PVC空心管產生應變，PVC空心管上的應變片向數據采集系統(tǒng)輸出電阻值變化數據；同時圖像采集系統(tǒng)采集目標侵徹明膠的瞬時速度數據；數據采集系統(tǒng)和圖像采集系統(tǒng)分別將采集到的電阻值變化數據和目標侵徹明膠的瞬時速度數據傳輸給數據處理系統(tǒng)，數據處理系統(tǒng)將電阻值變化數據和目標侵徹明膠體的瞬時速度數據轉換成應變量變化數據。
[0016]有益效果:
[0017]1、本發(fā)明提出的一種基于正交應變片陣列的應變量測試系統(tǒng)，由于將四片以上的應變片分散粘貼于一根PVC空心管的外表面，可以保證在測試過程中，某一片應變片被損壞的情況下，仍然能夠獲得其它應變片輸出的數據，增加了應變量測試的可靠性；
[0018]2、本發(fā)明提出的一種基于正交應變片陣列的應變量測試系統(tǒng)，將四片以上的應變片分散呈正交方式粘貼于一根PVC空心管的外表面,從而構成了正交的應變片陣列；借助計算機系統(tǒng)的計算，與傳統(tǒng)的單一的應變片測試數據相比較，利用正交的應變片陣列的測試數據，可以更準確的得出球形破片在不同侵徹位置對明膠體內部產生的應變量的變化數據，從而減小了球形破片侵徹位置的分散性對應變量測試精度的影響；
[0019]3、本發(fā)明提出的一種基于正交應變片陣列的應變量測試系統(tǒng)，通過獨立的圖像采集系統(tǒng)獲取了球形破片在明膠體內侵徹的瞬時速度數據，作為應變片輸出數據的補償，由數據處理系統(tǒng)將應變片輸出的電阻值變化數據和目標侵徹明膠體的瞬時速度數據轉換成應變量變化數據。通過與相同測試條件下的計算機仿真系統(tǒng)獲取的應變量變化數據相比較，新提出的基于正交應變片陣列的應變量測試系統(tǒng)將應變量測量的精度由原來的45%提聞到20 % ο

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是基于正交應變片陣列的應變量測試系統(tǒng)示意圖；
[0021]圖2是應變片在PVC空心管外表面粘貼位置示意圖；
[0022]圖3是三根PVC空心管在明膠內布局示意圖；
[0023]其中，1-發(fā)射器；2_球形破片；3_明膠體；4_PVC空心管；5_應變片；6_光源系統(tǒng)；7-數據采集系統(tǒng)；8_圖像采集系統(tǒng)；9_數據處理系統(tǒng)；10_接線端子。

【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明的內容作詳細說明。
[0025]實施例
[0026]本發(fā)明的一種基于正交應變片陣列的應變量測試系統(tǒng)，如圖1所示,包括PVC空心管4、明膠體3、應變片5、光源系統(tǒng)6、圖像采集系統(tǒng)8、數據采集系統(tǒng)7、數據處理系統(tǒng)9 ；
[0027]圖像采集系統(tǒng)8采用高速攝影機，用來采集目標侵徹明膠的瞬時速度數據；
[0028]數據采集系統(tǒng)7采用美國NI公司的PXIe數據采集卡，用來采集應變片輸出的電阻值變化數據；
[0029]數據處理系統(tǒng)9為運行數據處理程序的計算機系統(tǒng)，將電阻值變化數據和瞬時速度數據轉換成應變量變化數據；
[0030]在一根PVC空心管的外表面粘貼有六個應變片，如圖2所示，其中，三個應變片沿PVC空心管的軸線方向排列，三個應變片安裝平面平行，每個應變片中心之間間隔為50mm，另外三個應變片布置在PVC空心管的中心位置，沿PVC空心管的圓周均勻排列，每個應變片中心之間間隔為15mm，使六個應變片構成正交的應變片陣列；每個應變片的外端通過接線端子10引出連接線；如圖3所示，將粘貼有六片應變片的PVC空心管凝固在形狀為400mmX 400mmX 400mm的立方體明膠體內，以明膠體底面作為xy平面，PVC空心管在明膠體底面的投影點坐標為(300，200，O);每個應變片的連接線裸露在明膠體之外；
[0031]粘貼有應變片的PVC空心管凝固在形狀為立方體的明膠體內，PVC空心管垂直于明膠體的底面，每個應變片的連接線裸露在明膠體之外；
[0032]每個應變片裸露在明膠體外的連接線與數據采集系統(tǒng)的輸入端相連；
[0033]光源系統(tǒng)和圖像采集系統(tǒng)分別設置在明膠體的左右兩側，且光源系統(tǒng)的照射方向和圖像采集的系統(tǒng)圖像采集方向均與PVC空心管垂直；光源系統(tǒng)6用于使明膠體處于透明狀態(tài)，有利于圖像采集系統(tǒng)獲取清晰的圖像；
[0034]圖像采集系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)的輸出端連接數據處理系統(tǒng)。
[0035]工作過程
[0036]如圖1所示，發(fā)射器I的發(fā)射方向與明膠體內的PVC空心管垂直，且正對應變片在PVC空心管的安裝面，發(fā)射器I發(fā)射球形破片2，使其侵徹明膠體3，使明膠體內的PVC空心管產生應變，PVC空心管上的應變片向數據采集系統(tǒng)輸出電阻值變化數據；同時圖像采集系統(tǒng)采集目標侵徹明膠的瞬時速度數據；數據采集系統(tǒng)和圖像采集系統(tǒng)分別將采集到的電阻值變化數據和目標侵徹明膠的瞬時速度數據傳輸給數據處理系統(tǒng)，數據處理系統(tǒng)將電阻值變化數據和目標侵徹明膠體的瞬時速度數據轉換成應變量變化數據。
【權利要求】
1.一種基于正交應變片陣列的應變量測試系統(tǒng)，其特征是:包括PVC空心管、明膠體、應變片、光源系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)、數據處理系統(tǒng)； 圖像采集系統(tǒng)用來采集目標侵徹明膠的瞬時速度數據； 數據采集系統(tǒng)用來采集應變片輸出的電阻值變化數據； 數據處理系統(tǒng)將電阻值變化數據和瞬時速度數據轉換成應變量變化數據； 四片以上的應變片粘貼于一根PVC空心管的外表面，PVC空心管上的應變片呈正交布置，任意兩片應變片中心之間間隔大于1mm;每片應變片的外端通過接線端子引出連接線；粘貼有應變片的PVC空心管凝固在形狀為立方體的明膠體內，PVC空心管垂直于明膠體的底面，每個應變片的連接線裸露在明膠體之外； 每個應變片裸露在明膠體外的連接線與數據采集系統(tǒng)的輸入端相連； 光源系統(tǒng)和圖像采集系統(tǒng)分別設置在明膠體的兩側，且光源系統(tǒng)的照射方向和圖像采集的系統(tǒng)圖像采集方向均與PVC空心管平行； 圖像采集系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)的輸出端連接數據處理系統(tǒng)。
【文檔編號】G01B7/16GK104075653SQ201410145712
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權日:2014年4月10日
【發(fā)明者】付巍, 王舒, 王浩圣, 鄭賓, 鄧均, 侯雁偉, 閆文敏, 魏偉 申請人:中北大學, 中國兵器工業(yè)第二○八研究所