[发明专利]一种基于正交应变片阵列的应变量测试系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于正交应变片阵列的应变量测试系统，属于测试技术领域。

背景技术

球形破片侵彻明胶体过程中，对明胶体内部模拟骨骼产生的应变量变化数据是评价破片杀伤效应的一项重要的测试内容。传统的球形破片侵彻明胶体的应变量测试是在明胶体内部放置一根PVC空心管作为模拟骨骼，在这根PVC空心管的外表面的中间位置，粘贴一片应变片作为传感器，测量球形破片侵彻明胶体过程中，在明胶体内部产生的应变量变化的数据。但是，球形破片在侵彻明胶体过程中，经常会使粘贴于PVC空心管外表面的应变片损坏而导致无法得到应变量的数据，同时，传统的球形破片侵彻明胶体的应变量测试系统，由于球形破片侵彻位置的分散性和缺少其它设备获取的测试数据的补偿，仅依靠一片应变片获取的测试数据往往不能准确的反映出明胶体被侵彻位置的应变量的变化数据。

发明内容

本发明的目的是为了提高球形破片侵彻明胶体的应变量测试试验的可靠性和应变量的测试精度，而提出一种基于正交应变片阵列的应变量测试系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种基于正交应变片阵列的应变量测试系统，包括PVC空心管、明胶体、应变片、光源系统、图像采集系统、数据采集系统、数据处理系统；

光源系统用于使明胶体处于透明状态，有利于图像采集系统获取清晰的图像；

图像采集系统用来采集目标侵彻明胶的瞬时速度数据；

数据采集系统用来采集应变片输出的电阻值变化数据；

数据处理系统将电阻值变化数据和瞬时速度数据转换成应变量变化数据；

四片以上的应变片粘贴于一根PVC空心管的外表面，PVC空心管上的应变片呈正交布置，任意两片应变片中心之间间隔大于10mm；每片应变片的外端通过接线端子引出连接线；粘贴有应变片的PVC空心管凝固在形状为立方体的明胶体内，PVC空心管垂直于明胶体的底面，每个应变片的连接线裸露在明胶体之外；

每个应变片裸露在明胶体外的连接线与数据采集系统的输入端相连；

光源系统和图像采集系统分别设置在明胶体的两侧，且光源系统的照射方向和图像采集的系统图像采集方向均与PVC空心管垂直；

图像采集系统、数据采集系统的输出端连接数据处理系统。

工作过程

发射器的发射方向与明胶体内的PVC空心管垂直，且正对应变片在PVC空心管上至少一个应变片的安装面，发射器发射球形破片，使其侵彻明胶体，使明胶体内的PVC空心管产生应变，PVC空心管上的应变片向数据采集系统输出电阻值变化数据；同时图像采集系统采集目标侵彻明胶的瞬时速度数据；数据采集系统和图像采集系统分别将采集到的电阻值变化数据和目标侵彻明胶的瞬时速度数据传输给数据处理系统，数据处理系统将电阻值变化数据和目标侵彻明胶体的瞬时速度数据转换成应变量变化数据。

有益效果：

1、本发明提出的一种基于正交应变片阵列的应变量测试系统，由于将四片以上的应变片分散粘贴于一根PVC空心管的外表面，可以保证在测试过程中，某一片应变片被损坏的情况下，仍然能够获得其它应变片输出的数据，增加了应变量测试的可靠性；

2、本发明提出的一种基于正交应变片阵列的应变量测试系统，将四片以上的应变片分散呈正交方式粘贴于一根PVC空心管的外表面，从而构成了正交的应变片阵列；借助计算机系统的计算，与传统的单一的应变片测试数据相比较，利用正交的应变片阵列的测试数据，可以更准确的得出球形破片在不同侵彻位置对明胶体内部产生的应变量的变化数据，从而减小了球形破片侵彻位置的分散性对应变量测试精度的影响；

3、本发明提出的一种基于正交应变片阵列的应变量测试系统，通过独立的图像采集系统获取了球形破片在明胶体内侵彻的瞬时速度数据，作为应变片输出数据的补偿，由数据处理系统将应变片输出的电阻值变化数据和目标侵彻明胶体的瞬时速度数据转换成应变量变化数据。通过与相同测试条件下的计算机仿真系统获取的应变量变化数据相比较，新提出的基于正交应变片阵列的应变量测试系统将应变量测量的精度由原来的45％提高到20％。

附图说明

图1是基于正交应变片阵列的应变量测试系统示意图；

图2是应变片在PVC空心管外表面粘贴位置示意图；

图3是三根PVC空心管在明胶内布局示意图；

其中，1-发射器；2-球形破片；3-明胶体；4-PVC空心管；5-应变片；6-光源系统；7-数据采集系统；8-图像采集系统；9-数据处理系统；10-接线端子。