设计与实现：空气炮高冲击测试系统

高冲击测试装置包括激励源、测量系统与回收装置。空气炮测试系统以空气炮作为激励源，多窄缝光电靶测速装置作为测量系统，使用多级缓冲端作为回收装置，系统的整体示意图如图14-2 所示。

在试验中采用气炮装置实现冲击激励，采用快开阀门实现空气炮的开启，运行较为平稳。空气炮冲击机装置由空气炮、碰撞激励体系、缓冲装置构成。测速系统置于放置碰撞激励体系的测试管外。空气炮由气室、炮管和炮架及其他辅助部件组成。

炮架与气室和炮管刚性固结，在加速管内气室前端放置主动弹，在测速管内放置碰撞激励体系，内装有传感器的砧体。当气室内的快速气动阀打开时气室内的压缩气体快速泄出。在加速管内推动主动弹向测速管方向运动，将压缩气体的势能转变成主动弹运动的动能，完成对主动弹的加速过程。主动弹行至测速管内与砧体相撞，砧体上的传感器测出碰撞加速度信号，并与测速系统得到的信号一起被采集处理。完成碰撞后的砧体继续飞行，将能量传递给缓冲器后停住实现回收。

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图14-2 空气炮高冲击测试系统示意图

回收装置布置在碰撞激励体系后端，由装有油泥的胶木与空气炮多级缓冲端组成。砧体撞击胶木的过程中，能量首先由油泥吸收，剩余能量传导至气炮尾部的缓冲端，由安装于其中的硬质弹簧、胶圈等弹性物质吸收。

试验的测试对象为装配有待测传感器的砧体，被测传感器安装于砧体，砧体受到的冲击方向与传感器被测轴向一致。使用光电靶测速系统作为标准信号测量装置，该装置可使用速度改变法或加速度绝对法计算被测传感器对应轴向的冲击灵敏度。

空气炮高冲击测试系统的测量装置为高动态应变仪与NI 公司的LabVIEW 测试平台。其中应变仪为被测传感器提供电源，并对传感器输出信号进行调零与放大。LabVIEW 测试平台由机箱、多路数据采集卡及接线盒构成。每块数据采集卡具有多路高速模拟输入，支持最高采样率获取每通道数据。数据采集器通过接线盒实现与外部信号的连接与输出，接线盒通过BNC 连接线连接应变仪与光电测速系统的光电二极管输出端，由此采集传感器输出信号与测速装置的输出信号。