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    一、系統(tǒng)概述

    風洞試驗是空氣動力學研究中獲取各種飛行參數手段，主要有常規(guī)測力、測壓試驗、流場校驗、動態(tài)實驗等，測試參數有十幾到二十幾個，常規(guī)試驗測點一般從幾十到幾千個點，動態(tài)試驗幾點到幾十點。

    本測試系統(tǒng)針對超高速的激波風洞試驗，由128通道的常規(guī)測試部分和32通道的動態(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總線模塊化產品，軟件采用NI公司的CVI作為主要的軟件開發(fā)平臺，結合Microsoft的SQLServer和Borland的Delphi來開發(fā)整個測量系統(tǒng)的應用程序和數據庫管理系統(tǒng)及數據發(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）的儀器分會中注冊，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到與VXI系統(tǒng)相同的技術指標而至少節(jié)約1/3的經費。

    標準Windows操作系統(tǒng)及軟件 

    132Mbytes/sPCI總線結構，可隨PCI技術進步而提高 

    適應于工業(yè)環(huán)境的模塊化及堅固化 

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

    可與Compact PCI交互操作 

    具有比臺式PC更多的擴展插槽 

    10MHz系統(tǒng)參考時鐘 

    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)總線的負擔，進一步提高系統(tǒng)的性能 

    基于以上理由，本方案將完全采用PXI技術路線。

    1.2 CVI開發(fā)系統(tǒng)

    CVI開發(fā)系統(tǒng)是目前最專業(yè)的測控系統(tǒng)開發(fā)工具包，也是目前最為穩(wěn)健的開發(fā)系統(tǒng)之一。可與NI的PXI硬件產品進行無縫集成，使應用系統(tǒng)更為穩(wěn)定。

    1.3 SQLServer及Delphi

    SQLServer是Microsoft公司的數據庫服務器，它擁有對象、連接、線程緩沖池技術，是目前基于Windows平臺最佳的網絡數據庫管理系統(tǒng)。由于其擁有最快的連接速度，所以特別適用于開發(fā)基于Web的應用系統(tǒng)。

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

    二、硬件部分

    風洞測量系統(tǒng)硬件部分由常規(guī)測試部分和動態(tài)測試部分構成。

    2.1常規(guī)測試部分

    風洞測量系統(tǒng)的128通道的常規(guī)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行調理。

    常規(guī)測試部分系統(tǒng)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動態(tài)測試部分

    動態(tài)測試部分主要用于測量32路快變壓力信號，經綜合考慮，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。

    整個動態(tài)測試部分系統(tǒng)主要技術指標如下：

    ①、通道數：32路

    ②、A/D分辨率：24Bits

    ③、采樣率：單通道最高102.40KS/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動態(tài)范圍

    ⑧、支持交流/直流耦合

    三、軟件部分

    測量系統(tǒng)的軟件由常規(guī)測試應用程序、動態(tài)測試應用程序、SQLServer數據庫管理系統(tǒng)、IIS服務器應用程序、數據庫客戶端應用程序及IE瀏覽器組成。各部分關系如圖4所示，常規(guī)測試應用程序和態(tài)測試應用程序在開車前和吹風結束后將開車條件和吹風數據寫入SQLServer數據庫管理系統(tǒng)中，數據庫客戶端應用程序可在網上訪問SQLServer數據庫管理系統(tǒng)中的吹風數據，經授權的遠程用戶還可使用IE瀏覽器通過IIS服務器應用程序訪問SQLServer數據庫管理系統(tǒng)中的吹風數據。

    3.1常規(guī)測試應用程序和動態(tài)測試應用程序功能簡介

    該部分應用程序運行于WindowsNT或Windows2000操作系統(tǒng)，采用NI的CVI開發(fā)系統(tǒng)開發(fā)，可與NI的PXI產品做到無縫集成，使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性進一部提高。保證風洞運行穩(wěn)定可靠。軟件的功能包括：

    采集系統(tǒng)自檢及校準（包括采集卡各通道自檢，AD校準，零點校準，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，風洞運行參數和傳感器參數設置）； 

    試驗數據的采集和監(jiān)測（實時監(jiān)測試驗數據，并能顯示波形）； 

    試驗數據的自動存儲； 

    試驗結果計算（根據試驗要求計算實驗參數）； 

    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(tǒng)功能簡介

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

    該部分的主要功能是對風洞的吹風條件、常規(guī)測試和動態(tài)測試的數據進行管理。

    3.3 數據庫客戶端應用程序功能簡介

    該部分可以實現根據一定的條件對數據庫中的吹風數據進行查詢，顯示曲線圖形，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服務器應用程序功能簡介

    為了將試驗數據在所、室等指揮自動化系統(tǒng)中安全而有效地實現共享，該部分采用Delphi開發(fā)環(huán)境進行程序編制工作，對訪問數據庫的工程人員進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。

    通過該系統(tǒng)經授權的工程和管理人員，可利用IE瀏覽器在指揮自動化網上訪問吹風數據。