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    一、系統(tǒng)概述

    風(fēng)洞試驗(yàn)是空氣動(dòng)力學(xué)研究中獲取各種飛行參數(shù)手段，主要有常規(guī)測(cè)力、測(cè)壓試驗(yàn)、流場(chǎng)校驗(yàn)、動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)等，測(cè)試參數(shù)有十幾到二十幾個(gè)，常規(guī)試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)一般從幾十到幾千個(gè)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)試驗(yàn)幾點(diǎn)到幾十點(diǎn)。

    本測(cè)試系統(tǒng)針對(duì)超高速的激波風(fēng)洞試驗(yàn)，由128通道的常規(guī)測(cè)試部分和32通道的動(dòng)態(tài)測(cè)試部分兩部分構(gòu)成，主要完成試驗(yàn)中應(yīng)變天平、壓阻式傳感器、壓電傳感器和熱電偶輸出信號(hào)的采集和處理，

    硬件采用NI公司的PXI總線模塊化產(chǎn)品，軟件采用NI公司的CVI作為主要的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，結(jié)合Microsoft的SQLServer和Borland的Delphi來(lái)開(kāi)發(fā)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)。

    1.1 PXI總線

    PXI規(guī)范是NI公司1997年9月1日發(fā)布的一種新的具有開(kāi)放性的模塊化儀器總線規(guī)范。PXI管腳的定義已在PICMG（PCI Industrial Computer Manufacturers Group）的儀器分會(huì)中注冊(cè)，以確保與Compact PCI完全兼容。

    PXI系統(tǒng)擁有以下10大特征，從而保證了它能夠達(dá)到與VXI系統(tǒng)相同的技術(shù)指標(biāo)而至少節(jié)約1/3的經(jīng)費(fèi)。

    標(biāo)準(zhǔn)Windows操作系統(tǒng)及軟件 

    132Mbytes/sPCI總線結(jié)構(gòu)，可隨PCI技術(shù)進(jìn)步而提高 

    適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境的模塊化及堅(jiān)固化 

    預(yù)先定義的系統(tǒng)功率，集成化的冷卻，以及電磁兼容(EMC) 

    可與Compact PCI交互操作 

    具有比臺(tái)式PC更多的擴(kuò)展插槽 

    10MHz系統(tǒng)參考時(shí)鐘 

    觸發(fā)總線 

    StarTrigger總線提供超高性能的同步功能 

    局部總線減輕系統(tǒng)總線的負(fù)擔(dān)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能 

    基于以上理由，本方案將完全采用PXI技術(shù)路線。

    1.2 CVI開(kāi)發(fā)系統(tǒng)

    CVI開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是目前最專業(yè)的測(cè)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具包，也是目前最為穩(wěn)健的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)之一。可與NI的PXI硬件產(chǎn)品進(jìn)行無(wú)縫集成，使應(yīng)用系統(tǒng)更為穩(wěn)定。

    1.3 SQLServer及Delphi

    SQLServer是Microsoft公司的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，它擁有對(duì)象、連接、線程緩沖池技術(shù)，是目前基于Windows平臺(tái)最佳的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。由于其擁有最快的連接速度，所以特別適用于開(kāi)發(fā)基于Web的應(yīng)用系統(tǒng)。

    Delphi是Borland的通用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，它在Internet/Intranet、Web和電子商務(wù)部分提供了非常強(qiáng)勁的支持。除了開(kāi)發(fā)一般的Web系統(tǒng)外，它還是一個(gè)通用的RAD工具，使建立的Web應(yīng)用程序可以同時(shí)執(zhí)行在IE和Netscape瀏覽器之中。

    二、硬件部分

    風(fēng)洞測(cè)量系統(tǒng)硬件部分由常規(guī)測(cè)試部分和動(dòng)態(tài)測(cè)試部分構(gòu)成。

    2.1常規(guī)測(cè)試部分

    風(fēng)洞測(cè)量系統(tǒng)的128通道的常規(guī)測(cè)試部分，采用2塊PXI6052E采集卡、16塊SCXI-1143調(diào)理板組成。其中SCXI-1143用于對(duì)應(yīng)變天平、壓阻式傳感器、壓電傳感器和熱電偶輸出信號(hào)輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)理。

    常規(guī)測(cè)試部分系統(tǒng)指標(biāo)：

    ①、通道數(shù)：128路差分輸入

    ②、單通道采樣率：最高3KS/s

    ③、通道A/D分辨率：16Bits

    PXI6052E采集卡性能指標(biāo)：

    ①、通道數(shù)：16路單端/8路差分

    ②、分辨率：16Bits

    ③、輸入量程：±0.05V～±10V

    ④、采樣率：可高達(dá)333KS/s

    SCXI-1143調(diào)理板性能指標(biāo)：

    ①、通道數(shù)8路

    ②、輸入信號(hào)類型：±50mv to ±5v

    ③、可編程8階Butterworth低通濾波器：(10Hz-25kHz)

    ④、±30V輸入電壓保護(hù)

    2.2動(dòng)態(tài)測(cè)試部分

    動(dòng)態(tài)測(cè)試部分主要用于測(cè)量32路快變壓力信號(hào)，經(jīng)綜合考慮，選用NI公司最新推出的一款高速并行同步采集卡NI4472，因NI4472為八通道輸入，故選用4張采集卡。

    整個(gè)動(dòng)態(tài)測(cè)試部分系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)如下：

    ①、通道數(shù)：32路

    ②、A/D分辨率：24Bits

    ③、采樣率：?jiǎn)瓮ǖ雷罡?02.40KS/s

    ④、A/D輸入量程：±10V

    ⑤、抗混疊濾波器

    ⑥、觸發(fā)方式：通道內(nèi)觸發(fā)、外觸發(fā)

    ⑦、120dB動(dòng)態(tài)范圍

    ⑧、支持交流/直流耦合

    三、軟件部分

    測(cè)量系統(tǒng)的軟件由常規(guī)測(cè)試應(yīng)用程序、動(dòng)態(tài)測(cè)試應(yīng)用程序、SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、IIS服務(wù)器應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫(kù)客戶端應(yīng)用程序及IE瀏覽器組成。各部分關(guān)系如圖4所示，常規(guī)測(cè)試應(yīng)用程序和態(tài)測(cè)試應(yīng)用程序在開(kāi)車(chē)前和吹風(fēng)結(jié)束后將開(kāi)車(chē)條件和吹風(fēng)數(shù)據(jù)寫(xiě)入SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫(kù)客戶端應(yīng)用程序可在網(wǎng)上訪問(wèn)SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中的吹風(fēng)數(shù)據(jù)，經(jīng)授權(quán)的遠(yuǎn)程用戶還可使用IE瀏覽器通過(guò)IIS服務(wù)器應(yīng)用程序訪問(wèn)SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中的吹風(fēng)數(shù)據(jù)。

    3.1常規(guī)測(cè)試應(yīng)用程序和動(dòng)態(tài)測(cè)試應(yīng)用程序功能簡(jiǎn)介

    該部分應(yīng)用程序運(yùn)行于WindowsNT或Windows2000操作系統(tǒng)，采用NI的CVI開(kāi)發(fā)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，可與NI的PXI產(chǎn)品做到無(wú)縫集成，使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)一部提高。保證風(fēng)洞運(yùn)行穩(wěn)定可靠。軟件的功能包括：

    采集系統(tǒng)自檢及校準(zhǔn)（包括采集卡各通道自檢，AD校準(zhǔn)，零點(diǎn)校準(zhǔn)，增益校準(zhǔn)）； 

    傳感器參數(shù)校準(zhǔn)； 

    試驗(yàn)參數(shù)的設(shè)置（包括各通道的采集參數(shù)，風(fēng)洞運(yùn)行參數(shù)和傳感器參數(shù)設(shè)置）； 

    試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)測(cè)（實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并能顯示波形）； 

    試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)存儲(chǔ)； 

    試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算（根據(jù)試驗(yàn)要求計(jì)算實(shí)驗(yàn)參數(shù)）； 

    試驗(yàn)數(shù)據(jù)回顯和試驗(yàn)結(jié)果的初步計(jì)算； 

    3.2SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

    SQL Server是Microsoft公司的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，它擁有對(duì)象、連接、線程緩沖池技術(shù)，是目前基于Windows平臺(tái)最佳的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。由于其擁有最快的連接速度，所以特別適用于基于Web的應(yīng)用系統(tǒng)。

    該部分的主要功能是對(duì)風(fēng)洞的吹風(fēng)條件、常規(guī)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。

    3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)客戶端應(yīng)用程序功能簡(jiǎn)介

    該部分可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)一定的條件對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的吹風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，顯示曲線圖形，生成打印報(bào)表等功能，是工程人員管理數(shù)據(jù)庫(kù)的重要手段。

    3.4 IIS服務(wù)器應(yīng)用程序功能簡(jiǎn)介

    為了將試驗(yàn)數(shù)據(jù)在所、室等指揮自動(dòng)化系統(tǒng)中安全而有效地實(shí)現(xiàn)共享，該部分采用Delphi開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行程序編制工作，對(duì)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的工程人員進(jìn)行嚴(yán)格的身份驗(yàn)證并將之記錄在案，以保證數(shù)據(jù)共享的安全性和廣泛性。

    通過(guò)該系統(tǒng)經(jīng)授權(quán)的工程和管理人員，可利用IE瀏覽器在指揮自動(dòng)化網(wǎng)上訪問(wèn)吹風(fēng)數(shù)據(jù)。