一、系統概述

    風(fēng)洞試驗是空氣動(dòng)力學(xué)研究中獲取各種飛行參數手段，主要有常規測力、測壓試驗、流場(chǎng)校驗、動(dòng)態(tài)實(shí)驗等，測試參數有十幾到二十幾個(gè)，常規試驗測點(diǎn)一般從幾十到幾千個(gè)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)試驗幾點(diǎn)到幾十點(diǎn)。

    本測試系統針對超高速的激波風(fēng)洞試驗，由128通道的常規測試部分和32通道的動(dòng)態(tài)測試部分兩部分構成，主要完成試驗中應變天平、壓阻式傳感器、壓電傳感器和熱電偶輸出信號的采集和處理，

    硬件采用NI公司的PXI總線(xiàn)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，結合Microsoft的SQLServer和Borland的Delphi來(lái)開(kāi)發(fā)整個(gè)測量系統的應用程序和數據庫管理系統及數據發(fā)布系統。

    1.1 PXI總線(xiàn)

    PXI規范是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(xiàn)規范。PXI管腳的定義已在PICMG（PCI Industrial Computer Manufacturers Group）的儀器分會(huì )中注冊，以確保與Compact PCI完全兼容。

    PXI系統擁有以下10大特征，從而保證了它能夠達到與VXI系統相同的技術(shù)指標而至少節約1/3的經(jīng)費。

    標準Windows操作系統及軟件 

    132Mbytes/sPCI總線(xiàn)結構，可隨PCI技術(shù)進(jìn)步而提高 

    適應于工業(yè)環(huán)境的模塊化及堅固化 

    預先定義的系統功率，集成化的冷卻，以及電磁兼容(EMC) 

    可與Compact PCI交互操作 

    具有比臺式PC更多的擴展插槽 

    10MHz系統參考時(shí)鐘 

    觸發(fā)總線(xiàn) 

    StarTrigger總線(xiàn)提供超高性能的同步功能 

    局部總線(xiàn)減輕系統總線(xiàn)的負擔，進(jìn)一步提高系統的性能 

    基于以上理由，本方案將完全采用PXI技術(shù)路線(xiàn)。

    1.2 CVI開(kāi)發(fā)系統

    CVI開(kāi)發(fā)系統是目前最專(zhuān)業(yè)的測控系統開(kāi)發(fā)工具包，也是目前最為穩健的開(kāi)發(fā)系統之一?？膳cNI的PXI硬件產(chǎn)品進(jìn)行無(wú)縫集成，使應用系統更為穩定。

    1.3 SQLServer及Delphi

    SQLServer是Microsoft公司的數據庫服務(wù)器，它擁有對象、連接、線(xiàn)程緩沖池技術(shù)，是目前基于Windows平臺最佳的網(wǎng)絡(luò )數據庫管理系統。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的應用系統。

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

    二、硬件部分

    風(fēng)洞測量系統硬件部分由常規測試部分和動(dòng)態(tài)測試部分構成。

    2.1常規測試部分

    風(fēng)洞測量系統的128通道的常規測試部分，采用2塊PXI6052E采集卡、16塊SCXI-1143調理板組成。其中SCXI-1143用于對應變天平、壓阻式傳感器、壓電傳感器和熱電偶輸出信號輸出信號進(jìn)行調理。

    常規測試部分系統指標：

    ①、通道數：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：

    ①、通道數：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333KS/s

    SCXI-1143調理板性能指標：

    ①、通道數8路

    ②、輸入信號類(lèi)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

    2.2動(dòng)態(tài)測試部分

    動(dòng)態(tài)測試部分主要用于測量32路快變壓力信號，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)測試部分系統主要技術(shù)指標如下：

    ①、通道數：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

    測量系統的軟件由常規測試應用程序、動(dòng)態(tài)測試應用程序、SQLServer數據庫管理系統、IIS服務(wù)器應用程序、數據庫客戶(hù)端應用程序及IE瀏覽器組成。各部分關(guān)系如圖4所示，常規測試應用程序和態(tài)測試應用程序在開(kāi)車(chē)前和吹風(fēng)結束后將開(kāi)車(chē)條件和吹風(fēng)數據寫(xiě)入SQLServer數據庫管理系統中，數據庫客戶(hù)端應用程序可在網(wǎng)上訪(fǎng)問(wèn)SQLServer數據庫管理系統中的吹風(fēng)數據，經(jīng)授權的遠程用戶(hù)還可使用IE瀏覽器通過(guò)IIS服務(wù)器應用程序訪(fǎng)問(wèn)SQLServer數據庫管理系統中的吹風(fēng)數據。

    3.1常規測試應用程序和動(dòng)態(tài)測試應用程序功能簡(jiǎn)介

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

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

    傳感器參數校準； 

    試驗參數的設置（包括各通道的采集參數，風(fēng)洞運行參數和傳感器參數設置）； 

    試驗數據的采集和監測（實(shí)時(shí)監測試驗數據，并能顯示波形）； 

    試驗數據的自動(dòng)存儲； 

    試驗結果計算（根據試驗要求計算實(shí)驗參數）； 

    試驗數據回顯和試驗結果的初步計算； 

    3.2SQL Server數據庫管理系統功能簡(jiǎn)介

    SQL Server是Microsoft公司的數據庫服務(wù)器，它擁有對象、連接、線(xiàn)程緩沖池技術(shù)，是目前基于Windows平臺最佳的網(wǎng)絡(luò )數據庫管理系統。由于其擁有最快的連接速度，所以特別適用于基于Web的應用系統。

    該部分的主要功能是對風(fēng)洞的吹風(fēng)條件、常規測試和動(dòng)態(tài)測試的數據進(jìn)行管理。

    3.3 數據庫客戶(hù)端應用程序功能簡(jiǎn)介

    該部分可以實(shí)現根據一定的條件對數據庫中的吹風(fēng)數據進(jìn)行查詢(xún)，顯示曲線(xiàn)圖形，生成打印報表等功能，是工程人員管理數據庫的重要手段。

    3.4 IIS服務(wù)器應用程序功能簡(jiǎn)介

    為了將試驗數據在所、室等指揮自動(dòng)化系統中安全而有效地實(shí)現共享，該部分采用Delphi開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行程序編制工作，對訪(fǎng)問(wèn)數據庫的工程人員進(jìn)行嚴格的身份驗證并將之記錄在案，以保證數據共享的安全性和廣泛性。

    通過(guò)該系統經(jīng)授權的工程和管理人員，可利用IE瀏覽器在指揮自動(dòng)化網(wǎng)上訪(fǎng)問(wèn)吹風(fēng)數據。