應(yīng)用

在低空經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，多旋翼無(wú)人機(jī)、低空物流飛行器等裝備的飛行性能備受關(guān)注，而氣動(dòng)特性與動(dòng)力系統(tǒng)匹配性作為核心指標(biāo)，其精準(zhǔn)驗(yàn)證成為行業(yè)研發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

本案例應(yīng)用聚焦于“灣區(qū)一號(hào)”低空飛行器模型的風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集。測(cè)試過(guò)程中需同步采集兩類核心數(shù)據(jù)：一是天平測(cè)力信號(hào)，該信號(hào)直接反映飛行器在不同工況下所受的氣動(dòng)載荷，包括升力、阻力、俯仰力矩等關(guān)鍵參數(shù)；二是動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)速信號(hào)，其能夠精準(zhǔn)體現(xiàn)動(dòng)力輸出狀態(tài)，為分析動(dòng)力輸出與氣動(dòng)載荷的耦合關(guān)系提供核心依據(jù)，最終服務(wù)于飛行器氣動(dòng)特性與動(dòng)力系統(tǒng)匹配性的驗(yàn)證工作。

挑戰(zhàn)

本次風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集面臨多重挑戰(zhàn)。天平采用橋式傳感器，輸出的是mV級(jí)微弱模擬信號(hào)，這對(duì)采集設(shè)備的小信號(hào)高精度測(cè)量能力提出了極高要求，必須確保微弱信號(hào)能夠被精準(zhǔn)捕捉且不失真；風(fēng)洞試驗(yàn)環(huán)境復(fù)雜多變，天平信號(hào)極易受到風(fēng)洞風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電磁干擾、工頻干擾以及試驗(yàn)過(guò)程中機(jī)械振動(dòng)的影響，這些干擾會(huì)嚴(yán)重破壞信號(hào)的完整性與準(zhǔn)確性，給數(shù)據(jù)采集帶來(lái)極大阻礙；天平測(cè)力信號(hào)與轉(zhuǎn)速信號(hào)的時(shí)序匹配度直接決定了“氣動(dòng)載荷 - 動(dòng)力輸出”關(guān)聯(lián)分析的準(zhǔn)確性，若兩類信號(hào)無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確同步采集，后續(xù)的數(shù)據(jù)分析將失去意義，難以得出可靠結(jié)論；考慮到未來(lái)試驗(yàn)需求可能不斷升級(jí)，采集設(shè)備還需具備良好的擴(kuò)展性，以適應(yīng)更多通道、不同類型信號(hào)的數(shù)據(jù)采集工作，為后續(xù)試驗(yàn)拓展預(yù)留空間。

解決方案

為有效應(yīng)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中的各項(xiàng)挑戰(zhàn)，客戶選擇了以簡(jiǎn)儀產(chǎn)品為核心的一體化數(shù)據(jù)采集解決方案。在硬件平臺(tái)搭建方面，選用控制器PXIe-3125a與9槽機(jī)箱 PXIe-2519G2，構(gòu)建起具備強(qiáng)大擴(kuò)展能力的硬件基礎(chǔ)，能夠充分滿足未來(lái)通道擴(kuò)展與功能升級(jí)的需求。在信號(hào)采集模塊選擇上，多功能數(shù)據(jù)采集模塊PXIe-5510成為核心配置，該模塊支持16路差分信號(hào)輸入，最小量程可設(shè)置為100 mV，且在該量程下絕對(duì)精度達(dá)110 μV，能夠完美適配天平力信號(hào)的高精度測(cè)量需求；同時(shí)，其支持4路計(jì)數(shù)器輸入，可通過(guò)計(jì)數(shù)法或周期法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速測(cè)量，輕松滿足高低轉(zhuǎn)速場(chǎng)景下的測(cè)試需求。

在信號(hào)同步采集方面，借助 FirmDrive驅(qū)動(dòng)，有效保障了天平力信號(hào)與轉(zhuǎn)速信號(hào)采集任務(wù)之間的精準(zhǔn)同步，確保兩類數(shù)據(jù)的時(shí)序一致性，為后續(xù)關(guān)聯(lián)分析奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。并且依托銳視測(cè)控軟件平臺(tái)提供的交互配置式濾波器組件，用戶可根據(jù)試驗(yàn)環(huán)境與信號(hào)特點(diǎn)，便捷設(shè)計(jì)專屬濾波器，并將其集成到數(shù)據(jù)采集分析軟件中，成功抵御了各類干擾因素對(duì)信號(hào)的影響，保障了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

使用的簡(jiǎn)儀產(chǎn)品

硬件

PXIe-2519G2：高數(shù)據(jù)傳輸帶寬PCIe Gen2 PXIe機(jī)箱

PXIe-3125a：高性能第11代Intel Core i5-11500HE處理器PXI Express控制器

PXIe-5510：高精度140 ppm，18位分辨率，32通道，2 MS/s 多功能數(shù)據(jù)采集模塊

軟件

SeeSharpTools：銳視測(cè)控軟件開發(fā)工具包

為什么選擇簡(jiǎn)儀

銳視測(cè)控平臺(tái)：銳視測(cè)控平臺(tái)使用C# 語(yǔ)言開發(fā)，提供了一個(gè)強(qiáng)大且易于使用的開發(fā)環(huán)境，幫助客戶快速實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目開發(fā)。

成熟的產(chǎn)品：簡(jiǎn)儀產(chǎn)品經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期市場(chǎng)驗(yàn)證，具有可靠的性能和穩(wěn)定性。

POC驗(yàn)證服務(wù)：簡(jiǎn)儀提供售前的POC(原理驗(yàn)證)服務(wù)，幫助客戶驗(yàn)證產(chǎn)品性能和適用性。

高精度：簡(jiǎn)儀的產(chǎn)品滿足了客戶對(duì)測(cè)試精度和可靠性的高要求。

成本效益：相比國(guó)外品牌，簡(jiǎn)儀的解決方案不僅性能更優(yōu)，而且在成本上具有明顯優(yōu)勢(shì)，降低了客戶的整體制造成本。

供貨速度：簡(jiǎn)儀能夠快速供貨，確保項(xiàng)目按時(shí)進(jìn)行。

技術(shù)支持和快速響應(yīng)能力：簡(jiǎn)儀提供優(yōu)質(zhì)的本地化技術(shù)支持，快速響應(yīng)客戶需求，幫助客戶解決問(wèn)題，確保了測(cè)試任務(wù)的順利進(jìn)行。

在“灣區(qū)一號(hào)”低空飛行器風(fēng)洞試驗(yàn)中，簡(jiǎn)儀憑借成熟可靠的產(chǎn)品、精準(zhǔn)高效的解決方案，成功攻克了微弱信號(hào)測(cè)量、抗干擾、同步采集與系統(tǒng)擴(kuò)展等多項(xiàng)技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了天平測(cè)力信號(hào)與轉(zhuǎn)速信號(hào)的高效、精準(zhǔn)采集，為“氣動(dòng)載荷 - 動(dòng)力輸出”關(guān)聯(lián)分析提供了堅(jiān)實(shí)可靠的數(shù)據(jù)支撐，有力推動(dòng)了“灣區(qū)一號(hào)”飛行器的研發(fā)進(jìn)程。