運(yùn)動帆船帆翼壓力測試有線測試儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及運(yùn)動帆船帆翼壓力測試有線測試儀，屬電子技術(shù)和流體力學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]早期的帆翼空氣動力性能實(shí)驗(yàn)只是進(jìn)行了帆船帆翼整體空氣動力的測試，沒有進(jìn)行帆翼迎風(fēng)面和背風(fēng)面的壓力分布測試，沒有分析帆翼周圍流場的流動細(xì)節(jié)，如帆翼頂部和底部的流動分離、帆翼后帆邊的流動分離以及調(diào)帆過程中產(chǎn)生的流動分離等等。由于帆船帆翼是軟帆，在調(diào)帆或者搖帆過程中，帆翼的形狀隨著風(fēng)載的不同而改變，同時變化的帆翼形狀又影響帆翼周圍的空氣流動分布。所以，進(jìn)行帆船帆翼空氣動力性能分析時帆翼的流固耦合效應(yīng)不可忽視。所以需要進(jìn)行在搖帆或者調(diào)帆過程中帆翼的迎風(fēng)面和背風(fēng)面的壓力分布測試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種工作狀態(tài)穩(wěn)定、對帆翼周圍流場影響較小的運(yùn)動帆船帆翼壓力測試有線測試儀。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，其技術(shù)解決方案為:
[0005]運(yùn)動帆船帆翼壓力測試有線測試儀，包括若干壓差傳感器、信號放大器、IDC連接器、帶狀電纜、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片、單片機(jī)、存儲器、發(fā)送模塊、電源組件和PC機(jī)，其特征在于:若干壓差傳感器分別安裝在對應(yīng)的塑料殼內(nèi)，若干壓差傳感器沿著水平橫向帆翼面分別固定在帆翼的一面上，并在每個壓差傳感器節(jié)點(diǎn)附近的帆翼面上加工一個固定圓孔，每個壓差傳感器與一個信號放大器連接，每個信號放大器通過一個IDC連接器連接到沿翼弦方向的帶狀電纜上，每個沿翼弦方向的帶狀電纜終端連接到一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片，所有模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片通過沿帆翼桅桿的帶狀電纜連接到單片機(jī)上，存儲器、發(fā)送模塊連接到單片機(jī)，電源組件為各個器件提供電能，發(fā)送模塊通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)與PC機(jī)傳輸信息。
[0006]所述壓差傳感器為XSCL04DC的霍尼韋爾傳感器。
[0007]采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明的運(yùn)動帆船帆翼壓力測試有線測試儀，是在帆翼的一面，將壓差傳感器固定在帆面上，帆翼一側(cè)的壓力(即迎風(fēng)側(cè))直接作用在壓差傳感器的膜外，由于在每個壓差傳感器節(jié)點(diǎn)附近的帆翼面上加工有一個固定圓孔，固定圓孔可以使帆翼另一側(cè)的壓力(即背風(fēng)側(cè))被送入壓差傳感器的膜內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)帆翼迎風(fēng)面和背風(fēng)面的壓力測量。與每個壓差傳感器連接的信號放大器放大壓差傳感器采集到的模擬輸出信號，每個信號放大器通過IDC連接器連接到沿翼弦方向的帶狀電纜，每個沿翼弦方向帶狀電纜終端連接到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片，該芯片將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為可供單片機(jī)采集的數(shù)字信號，一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片可以連接多個壓差傳感器，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片通過沿帆翼桅桿的帶狀電纜連接到單片機(jī)上。
[0008]本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，適用于在各種風(fēng)況和運(yùn)動情況下對運(yùn)動帆船帆翼受到的氣動力和壓力分布進(jìn)行精確測量。
【附圖說明】
:
[0009]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明的安裝在運(yùn)動帆船帆翼的一面上示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本公開相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本公開的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
[0012]如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括若干壓差傳感器101、信號放大器102、IDC連接器103、帶狀電纜104、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片105、單片機(jī)106、存儲器107、發(fā)送模塊108、電源組件109和PC機(jī)，若干壓差傳感器101分別安裝在對應(yīng)的塑料殼內(nèi)，若干壓差傳感器101沿著水平橫向帆翼面分別固定在帆翼的一面上，并在每個壓差傳感器101節(jié)點(diǎn)附近的帆翼面上加工一個固定圓孔，每個壓差傳感器101與一個信號放大器102連接，每個信號放大器102通過一個IDC連接器103連接到沿翼弦方向的帶狀電纜104上，每個沿翼弦方向的帶狀電纜104終端連接到一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片105，所有模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片105通過沿帆翼桅桿的帶狀電纜104連接到單片機(jī)106上，存儲器107、發(fā)送模塊108連接到單片機(jī)106，電源組件109為各個器件提供電能，發(fā)送模塊108通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)與PC機(jī)傳輸信息。
[0013]所述壓差傳感器為XSCL04DC的霍尼韋爾傳感器，壓差傳感器101安裝在塑料殼內(nèi)，在帆翼的一面，若干壓差傳感器101分別沿著水平橫向帆翼面固定在帆翼的一面上，在每個壓差傳感器101節(jié)點(diǎn)附近的帆翼面上加工一個固定圓孔，帆翼一側(cè)的壓力(即迎風(fēng)側(cè))直接作用在壓差傳感器101的膜外，固定圓孔可以使帆翼另一側(cè)的壓力(即背風(fēng)側(cè))被送入壓差傳感器101的膜內(nèi)部。
[0014]存儲器107存儲單片機(jī)106收集的所有壓差傳感器101采集的壓力數(shù)據(jù)，所述存儲器可為SD卡存儲模塊。
[0015]發(fā)送模塊108將單片機(jī)106收集的所有壓差傳感器101采集的壓力數(shù)據(jù)通過有線網(wǎng)絡(luò)(如RS232，或USB)或無線網(wǎng)絡(luò)(如ZigBee，2G或3G)發(fā)送到PC機(jī)，PC機(jī)通過Matlab軟件將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到帆翼迎風(fēng)面和背風(fēng)面的壓力分布和空氣動力。
[0016]為了減少來自電源高頻噪聲的影響，可以增加單片機(jī)106的采樣頻率，然后進(jìn)行平均得到信號。
[0017]本發(fā)明的電路模塊采用現(xiàn)有的集成電路技術(shù)，將壓差傳感器101、信號放大器102、IDC連接器103通過印制電路板(PCB)技術(shù)封裝成模塊，將單片機(jī)106、存儲器107、發(fā)送模塊108、電源組件109通過印制電路板(PCB)技術(shù)封裝成模塊，保證增加工作穩(wěn)定性的同時減小體積。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.運(yùn)動帆船帆翼壓力測試有線測試儀，包括若干壓差傳感器(101)、信號放大器(102)、IDC連接器(103)、帶狀電纜(104)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片(105)、單片機(jī)(106)、存儲器(107)、發(fā)送模塊(108)、電源組件(109)和PC機(jī)，其特征在于:若干壓差傳感器(101)分別安裝在對應(yīng)的塑料殼內(nèi)，若干壓差傳感器(101)沿著水平橫向帆翼面分別固定在帆翼的一面上，并在每個壓差傳感器(101)節(jié)點(diǎn)附近的帆翼面上加工一個固定圓孔，每個壓差傳感器(101)與一個信號放大器(102)連接，每個信號放大器(102)通過一個IDC連接器(103)連接到沿翼弦方向的帶狀電纜(104)上，每個沿翼弦方向的帶狀電纜(104)終端連接到一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片(105)，所有模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片(105)通過沿帆翼桅桿的帶狀電纜(104)連接到單片機(jī)(106)上，存儲器(107)、發(fā)送模塊(108)連接到單片機(jī)(106)，電源組件(109)為各個器件提供電能，發(fā)送模塊(108)通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)與PC機(jī)傳輸信息。
2.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動帆船帆翼壓力測試有線測試儀，其特征在于:所述壓差傳感器為XSCL04DC的霍尼韋爾傳感器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及運(yùn)動帆船帆翼壓力測試有線測試儀，結(jié)構(gòu)為若干壓差傳感器分別安裝在對應(yīng)塑料殼內(nèi)，若干壓差傳感器沿著水平橫向帆翼面分別固定在帆翼的一面上，并在每個壓差傳感器節(jié)點(diǎn)附近帆翼面上加工一個固定圓孔，每個壓差傳感器與一個信號放大器連接，每個信號放大器通過一個IDC連接器連接到沿翼弦方向帶狀電纜上，每個沿翼弦方向帶狀電纜終端連接到一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片，所有模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片通過沿帆翼桅桿帶狀電纜連接到單片機(jī)上，存儲器、發(fā)送模塊連接到單片機(jī)，電源組件為各個器件提供電能，發(fā)送模塊通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)與PC機(jī)傳輸信息。單片機(jī)將傳感器數(shù)據(jù)傳輸給PC機(jī)，Matlab軟件處理這些數(shù)據(jù)，得到帆翼迎風(fēng)面和背風(fēng)面的壓力分布和空氣動力。
【IPC分類】G01L15-00
【公開號】CN104819803
【申請?zhí)枴緾N201510250675
【發(fā)明人】馬勇, 鄭偉濤, 鄭勤振, 易名農(nóng), 楊婧
【申請人】武漢體育學(xué)院
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月15日