一、系统概述

    风洞试验是空气动力学研究中获取各种飞行参数手段，主要有常规测力、测压试验、流场校验、动态实验等，测试参数有十几到二十几个，常规试验测点一般从几十到几千个点，动态试验几点到几十点。

    本测试系统针对超高速的激波风洞试验，由128通道的常规测试部分和32通道的动态测试部分两部分构成，主要完成试验中应变天平、压阻式传感器、压电传感器和热电偶输出信号的采集和处理，

    硬件采用NI公司的PXI总线模块化产品，软件采用NI公司的CVI作为主要的软件开发平台，结合Microsoft的SQLServer和Borland的Delphi来开发整个测量系统的应用程序和数据库管理系统及数据发布系统。

    1.1 PXI总线

    PXI规范是NI公司1997年9月1日发布的一种新的具有开放性的模块化仪器总线规范。PXI管脚的定义已在PICMG（PCI Industrial Computer Manufacturers Group）的仪器分会中注册，以确保与Compact PCI完全兼容。

    PXI系统拥有以下10大特征，从而保证了它能够达到与VXI系统相同的技术指标而至少节约1/3的经费。

    标准Windows操作系统及软件 

    132Mbytes/sPCI总线结构，可随PCI技术进步而提高 

    适应于工业环境的模块化及坚固化 

    预先定义的系统功率，集成化的冷却，以及电磁兼容(EMC) 

    可与Compact PCI交互操作 

    具有比台式PC更多的扩展插槽 

    10MHz系统参考时钟 

    触发总线 

    StarTrigger总线提供超高性能的同步功能 

    局部总线减轻系统总线的负担，进一步提高系统的性能 

    基于以上理由，本方案将完全采用PXI技术路线。

    1.2 CVI开发系统

    CVI开发系统是目前最专业的测控系统开发工具包，也是目前最为稳健的开发系统之一。可与NI的PXI硬件产品进行无缝集成，使应用系统更为稳定。

    1.3 SQLServer及Delphi

    SQLServer是Microsoft公司的数据库服务器，它拥有对象、连接、线程缓冲池技术，是目前基于Windows平台最佳的网络数据库管理系统。由于其拥有最快的连接速度，所以特别适用于开发基于Web的应用系统。

    Delphi是Borland的通用系统开发平台，它在Internet/Intranet、Web和电子商务部分提供了非常强劲的支持。除了开发一般的Web系统外，它还是一个通用的RAD工具，使建立的Web应用程序可以同时执行在IE和Netscape浏览器之中。

    二、硬件部分

    风洞测量系统硬件部分由常规测试部分和动态测试部分构成。

    2.1常规测试部分

    风洞测量系统的128通道的常规测试部分，采用2块PXI6052E采集卡、16块SCXI-1143调理板组成。其中SCXI-1143用于对应变天平、压阻式传感器、压电传感器和热电偶输出信号输出信号进行调理。

    常规测试部分系统指标：

    ①、通道数：128路差分输入

    ②、单通道采样率：最高3KS/s

    ③、通道A/D分辨率：16Bits

    PXI6052E采集卡性能指标：

    ①、通道数：16路单端/8路差分

    ②、分辨率：16Bits

    ③、输入量程：±0.05V～±10V

    ④、采样率：可高达333KS/s

    SCXI-1143调理板性能指标：

    ①、通道数8路

    ②、输入信号类型：±50mv to ±5v

    ③、可编程8阶Butterworth低通滤波器：(10Hz-25kHz)

    ④、±30V输入电压保护

    2.2动态测试部分

    动态测试部分主要用于测量32路快变压力信号，经综合考虑，选用NI公司最新推出的一款高速并行同步采集卡NI4472，因NI4472为八通道输入，故选用4张采集卡。

    整个动态测试部分系统主要技术指标如下：

    ①、通道数：32路

    ②、A/D分辨率：24Bits

    ③、采样率：单通道最高102.40KS/s

    ④、A/D输入量程：±10V

    ⑤、抗混叠滤波器

    ⑥、触发方式：通道内触发、外触发

    ⑦、120dB动态范围

    ⑧、支持交流/直流耦合

    三、软件部分

    测量系统的软件由常规测试应用程序、动态测试应用程序、SQLServer数据库管理系统、IIS服务器应用程序、数据库客户端应用程序及IE浏览器组成。各部分关系如图4所示，常规测试应用程序和态测试应用程序在开车前和吹风结束后将开车条件和吹风数据写入SQLServer数据库管理系统中，数据库客户端应用程序可在网上访问SQLServer数据库管理系统中的吹风数据，经授权的远程用户还可使用IE浏览器通过IIS服务器应用程序访问SQLServer数据库管理系统中的吹风数据。

    3.1常规测试应用程序和动态测试应用程序功能简介

    该部分应用程序运行于WindowsNT或Windows2000操作系统，采用NI的CVI开发系统开发，可与NI的PXI产品做到无缝集成，使得系统的稳定性进一部提高。保证风洞运行稳定可靠。软件的功能包括：

    采集系统自检及校准（包括采集卡各通道自检，AD校准，零点校准，增益校准）； 

    传感器参数校准； 

    试验参数的设置（包括各通道的采集参数，风洞运行参数和传感器参数设置）； 

    试验数据的采集和监测（实时监测试验数据，并能显示波形）； 

    试验数据的自动存储； 

    试验结果计算（根据试验要求计算实验参数）； 

    试验数据回显和试验结果的初步计算； 

    3.2SQL Server数据库管理系统功能简介

    SQL Server是Microsoft公司的数据库服务器，它拥有对象、连接、线程缓冲池技术，是目前基于Windows平台最佳的网络数据库管理系统。由于其拥有最快的连接速度，所以特别适用于基于Web的应用系统。

    该部分的主要功能是对风洞的吹风条件、常规测试和动态测试的数据进行管理。

    3.3 数据库客户端应用程序功能简介

    该部分可以实现根据一定的条件对数据库中的吹风数据进行查询，显示曲线图形，生成打印报表等功能，是工程人员管理数据库的重要手段。

    3.4 IIS服务器应用程序功能简介

    为了将试验数据在所、室等指挥自动化系统中安全而有效地实现共享，该部分采用Delphi开发环境进行程序编制工作，对访问数据库的工程人员进行严格的身份验证并将之记录在案，以保证数据共享的安全性和广泛性。

    通过该系统经授权的工程和管理人员，可利用IE浏览器在指挥自动化网上访问吹风数据。