專利名稱：微型存儲測試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測試裝置，特別是一種運動物體參數測試的微型存儲測試裝置。
二背景技術：
存儲測試技術是在特殊環境條件下完成運動物體運動參數測試的有效手段，應用前景廣闊。對于存儲測試技術的研究，國外是從二十世紀七十年代末期開始，八十年代初漸有文獻報道。90年代，美國的SNL實驗室研制了小型、單通道、高g值的加速度記錄器可以承受40,000g的加速度，采樣頻率為15kHz。IES公司的52型高沖擊模擬信號記錄器可以達到400kHz的采樣頻率，可以工作在100,000g環境中。國內于1983年開始提出研究引信數據的存儲測試方法，華北工學院在80～90年代實現了存儲測試系統的應用。中國專利87214760公開了一種“彈上存儲測試裝置”，中國專利87214761公開了一種“電子測壓蛋”，中國專利00260992公開了一種“動態檢測數據記錄裝置”。它們都是采用把前置放大器、采樣A/D轉換器、觸發電路、控制器、存儲器、時鐘發生器、地址發生器等集成微縮成一個電路模塊，把電路模塊、接口和電池膠封為一體的方式，電路結構復雜，而且系統體積較大。
三
發明內容
本實用新型的目的在于提供一種電路結構簡單，體積小，適用于彈丸全彈道動態參數測試的雙通道低功耗微型存儲測試裝置。
實現本實用新型目的的技術解決方案是一種微型存儲測試裝置，包括外殼、電池、電池充電接口、計算機接口、電路模塊、內部連接導線、傳感器接口，其特征在于在外殼和內部各模塊之間填充的絕緣緩沖層，外殼由底筒和端蓋組成，端蓋上面安裝了電池充電接口、計算機接口和傳感器輸入接口，電池、電池充電接口、計算機接口、傳感器輸入接口與電路模塊之間通過內部連接導線相連，電路模塊包括非易失性可以快速讀寫的并行存儲器、帶高速A/D轉換器和高精度D/A轉換器的微控制器、信號調理電路、電源管理電路[14]和時鐘產生模塊；時鐘產生模塊的輸出端連接微控制器的XTAL1；傳感器輸入接口連接信號調理電路，再連接微控制器的ADC輸入口；微控制器的數據總線DB和地址總線AB分別與數據存儲器的數據總線DB和地址總線AB連接，微控制器的地址鎖存允許線ALE與數據存儲器的片選信號線CE連接，微控制器的讀控制信號RD與數據存儲器的讀允許信號OE連接，微控制器的寫控制信號WR與數據存儲器的寫允許信號WE連接；計算機接口與微控制器的串行接口相連。
本實用新型的傳感器信號經過輸入接口進入存儲測試系統后，首先經過信號調理電路進行調理和放大，此后，經過微控制器內部的通道變換電路和A/D轉換電路把模擬信號變成數字信號，然后把采集到的數據存入數據存儲器中。DC/DC變換電路把由電池提供的能源進行升壓變換并提供給整個存儲測試系統。微控制器除了提供測試系統所需時序、進行A/D變換、控制數據輸入輸出數據存儲器和提供通訊接口外，還給信號調理電路提供基準電壓。
本實用新型與現有的技術相比，其顯著優點是用于各種口徑的彈箭引信和彈丸的動態參數測試，具有體積小、功耗低、抗沖擊、抗過載、抗干擾、可以進行高速采樣，記錄數據可靠，存儲容量大等優點，該測試系統同樣可以應用于車輛、船舶等運動物體的參數測試，作為其安全檢測各種參數的“黑匣子”使用，由于采用了全集成的12位數據采集系統控制芯片，同時使用了最新型的無須外加地址鎖存器的非易失數據存儲芯片，既提高了測試系統的數據采集精度和可靠性，又大大縮小了系統的體積，使得本存儲測試系統能夠被應用于內徑小于25mm的彈丸內部進行參數的測量。
四

圖1是本實用新型的微型存儲測試裝置的一種結構示意圖。
圖2是本實用新型的微型存儲測試裝置的電路框圖。
五具體實施方式
以下結合附圖對本發明作進一步描述。
結合圖1，圖2，本實用新型的微型存儲測試裝置由鋁合金外殼1，電池2，電池充電接口3，計算機接口4，測試裝置電路模塊5，內部連接導線6，傳感器接口7以及在外殼和內部各模塊之間填充的絕緣緩沖層8組成。外殼的一端封閉，另一端為端蓋，上面安裝了電池充電接口、計算機接口和傳感器輸入接口，電池與電路模塊之間通過連接導線相連，電池充電接口、計算機接口、傳感器輸入接口與電路模塊之間也通過內部連接導線相連。電池和電路模塊的表面都涂有一層硅橡膠，起緩沖作用。然后用環氧樹脂灌注密封在外殼的底筒內，再蓋上安裝好各接口的端蓋并通過螺釘固定，底筒和端蓋共同組成外殼，起到對各內部模塊和接口的保護作用。
本實用新型的微型存儲測試裝置的電路，包括非易失性可以快速讀寫的并行數據存儲器9，帶高速A/D轉換器和高精度D/A轉換器的微控制器10，信號調理電路11和電源管理電路14和時鐘產生模塊15。可以承受強過載而不改變輸出波形的時鐘產生模塊的輸出端連接微控制器的XTAL1，它可以產生頻率為13.6MHz的振蕩信號，作為測試裝置工作所需的時鐘；微控制器的數據總線DB和地址總線AB分別與數據存儲器的數據總線DB和地址總線AB連接，微控制器的地址鎖存允許線ALE與數據存儲器的片選信號線CE連接，微控制器的讀控制信號RD與數據存儲器的讀允許信號OE連接，微控制器的寫控制信號WR與數據存儲器的寫允許信號WE連接。在向數據存儲器寫數據時，微控制器的寫操作先把要寫入存儲器的地址信號輸出到地址總線上，隨后地址鎖存允許線ALE電平變低，數據存儲器的片選信號線CE有效，并把地址鎖存，然后，微控制器把數據信號輸出到數據線上，在寫控制信號WR的作用下，數據存儲器的寫允許信號WE有效，實現數據寫操作。在從數據存儲器讀數據時，微控制器的讀操作先把要讀出存儲器的地址信號輸出到地址總線上，隨后地址鎖存允許線ALE電平變低，數據存儲器的片選信號線CE有效，并把地址鎖存，然后，在讀控制信號RD的作用下，數據存儲器的讀允許信號OE有效，把數據信號輸出到數據線上，再由微控制器讀出數據，實現數據讀操作。1.2V電壓的電池2通過電源管理電路的DC/DC升壓后得到3V電壓，給整個測試裝置提供電源。使用微控制器所集成的12位DAC輸出作為信號調理電路的電壓基準，使測試裝置的測量基準可以調節，實現了測量基準的自適應。
和測試裝置電路模塊封裝在一起的電池采用抗沖擊的可充電電池，它們被封裝在外殼內部，并用絕緣緩沖材料填充。充電時，外部充電器通過充電接口接入電源管理，實現對電池的充電，使得測試系統可以多次使用。在進行存儲測試前，要對測試裝置進行初始化，這是由計算機通過計算機接口與微控制器的串行口連接進行通信而實現的。初始化的內容包括設定軟件延時的時間、設定測試信號的觸發限。從系統上電工作到開始進行ADC轉換并進行存儲測試期間采用軟件延時可以避免測試裝置誤觸發，并且，在此期間，微控制器工作在空閑狀態，ADC和DAC都掉電，測試裝置的信號調理電路和數據存儲電路也都不工作，使測試裝置工作在低功耗狀態，節省了能源，延長了電池的有效工作壽命。信號測試的觸發限也可以通過計算機初始化過程進行設定。在進行測試時，兩路傳感器12和13所感受到的被測信號通過傳感器輸入接口7連接到信號調理電路，經過調理和放大的兩路模擬信號進入微控制器的ADC輸入引腳，經過微控制器內部的ADC轉換，把模擬量轉換成數字量，再把轉換結果存儲在數據存儲器中。測試完成后，同樣通過計算機接口實現數據從測試裝置到計算機的上傳，并由計算機軟件實現測試結果的處理和分析。
本實用新型提供的微型存儲測試裝置已經在彈丸全彈道參數測量試驗中得到了成功的應用。
權利要求1.一種微型存儲測試裝置，包括外殼[1]、電池[2]、電池充電接口[3]、計算機接口[4]、電路模塊[5]、內部連接導線[6]、傳感器接口[7]，其特征在于在外殼和內部各模塊之間填充的絕緣緩沖層[8]，外殼由底筒和端蓋組成，端蓋上面安裝了電池充電接口、計算機接口和傳感器輸入接口，電池、電池充電接口、計算機接口、傳感器輸入接口與電路模塊之間通過內部連接導線相連，電路模塊[5]包括非易失性可以快速讀寫的并行存儲器[9]、帶高速A/D轉換器和高精度D/A轉換器的微控制器[10]、信號調理電路[11]、電源管理電路[14]和時鐘產生模塊[15]；時鐘產生模塊的輸出端連接微控制器的XTAL1；傳感器輸入接口連接信號調理電路，再連接微控制器的ADC輸入口；微控制器的數據總線DB和地址總線AB分別與數據存儲器的數據總線DB和地址總線AB連接，微控制器的地址鎖存允許線ALE與數據存儲器的片選信號線CE連接，微控制器的讀控制信號RD與數據存儲器的讀允許信號OE連接，微控制器的寫控制信號WR與數據存儲器的寫允許信號WE連接；計算機接口與微控制器的串行接口相連。
2.根據權利要求1所述的微型存儲測試裝置，其特征在于電源采用可充電抗沖擊電池[2]，電池充電接口和電池都與電源管理電路連接，電源管理電路還連接信號調理電路和微控制器，向測試裝置供電。
3.根據權利要求1或2所述的微型存儲測試裝置，其特征在于電池和電路模塊的表面涂有硅橡膠，用環氧樹脂灌注密封在外殼的底筒內，端蓋通過螺釘與底筒固定。
專利摘要本實用新型公開了一種微型存儲測試裝置。包括外殼，傳感器輸入接口和通訊接口，前級信號調理電路，帶ADC轉換器的微控制器、存儲電路、DC/DC變換電路以及在外殼與存儲測試系統電路之間的絕緣緩沖層。本實用新型具有體積小、功耗低、抗沖擊、抗過載、抗干擾、可以進行高速采樣，記錄數據可靠，存儲容量大等優點，由于采用了全集成的12位數據采集系統控制芯片，同時使用了最新型的無須外加地址鎖存器的非易失數據存儲芯片，既提高了測試系統的數據采集精度和可靠性，又大大縮小了系統的體積，可以應用于彈丸、車輛、船舶等運動物體的參數測試。
文檔編號G01C23/00GK2539147SQ0222046
公開日2003年3月5日 申請日期2002年5月10日 優先權日2002年5月10日
發明者張河, 江小華, 程翔, 李豪杰, 孫全意, 丁立波, 聶偉榮 申請人:南京理工大學