專利名稱：一種多道同時測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及高速微粒速度檢測系統，特別涉及高速微粒檢測系統 中的多道同時測量裝置。
背景技術：
高速微粒速度檢測系統是一種用于對高速微粒的飛行速度進行測量 的系統。圖l是該系統的結構圖，從圖中可以看出，微粒d由碎片發生器
產生后經過飛行管道c到達位于靶腔a內的標靶上，由標靶上的壓電傳感 器b接收高速微粒撞擊標靶時所產生的沖擊波信號，從而得到微粒的到達 時間，進而推算出微粒的速度。
為了感知同 一標靶上不同局部的撞擊信號，可將一個標靶分成若干獨 立的區域，每一分區設置一個壓電傳感器。在現有技術中， 一個壓電傳感 器對應一個通道，如圖2所示， 一個壓電傳感器連接到一個電荷放大器上， 進而與一個示波器連接。通過這種連接方式可以得到高速微粒在一個特定 區域上的撞擊信號。
但是現有技術中的這種連接方式也存在一定的缺陷。例如，壓電傳感 器與通道間的這種一一對應關系，使得在標靶上設置多個壓電傳感器時會 導致對應示波器采集通道數量的增加。這樣做顯然會提高整個系統的硬件 成本，且在維護上也存在著一定的不便。
發明內容
為了克服現有技術中標靶分區的情況下，示波器采集通道數量過多， 不易維護的缺陷，本實用新型提供了一種用一個采集通道可以對多個傳感 器進行測量的裝置。
為了實現上述目的，本實用新型提供了一種多道同時測量裝置，包括 至少兩個傳感器、電荷放大器，還包括加法器、至少兩個觸發開關以及對 所述的至少兩個觸發開關的閉合順序進行控制的電路；其中，
每一個所述的傳感器連接到一個所述的觸發開關上，所述的觸發開關按照一定的順序接通或斷開，所述加法器的接入端與所有觸發開關相連 接，所述加法器的輸出端連接到所述電荷放大器上。
上述技術方案中，所述的對所述的至少兩個觸發開關的閉合順序進行 控制的電路為 一個觸發信號發生電路，所述的觸發信號發生電路向所述的 觸發開關發送觸發控制信號以實現所述的閉合順序。
上述技術方案中，所述的觸發信號發生電路按照一定的延遲時間為每 一個觸發開關依次發送觸發控制信號。
上述技術方案中，所述的一定的延遲時間設定為下面的值將所述觸
發信號發生電路的時鐘脈沖信號的周期除以所述傳感器個數所得到的結果。
上述技術方案中，還包括一個用于對所述的傳感器的信號進行顯示的 示波器，所述示波器連接到所述的電荷放大器上。
本實用新型又提供了 一種采用了所述的多道同時測量裝置的高速微 粒速度檢測系統， 一個碎片發生器所產生的微粒通過飛行通道到達所述的 多道同時測量裝置，由所述的多道同時測量裝置對所述微粒的飛行速度進 行測量。
本實用新型的優點在于
1、 本實用新型的多道同時測量裝置中即使有多個傳感器，也只需要 一個電荷放大器，有效節約了硬件成本。
2、 本實用新型的多道同時測量裝置只需要占用一路示波器采集通道， 節省了示波器的資源。
3、 本實用新型將標靶獨立分區并測量，同時提供了撞擊的具體區域 信息，具有一定的空間分辨能力。
以下，結合附圖來詳細說明本實用新型的實施例，其中 圖1為現有技術中的高速微粒速度檢測系統的結構圖； 圖2為現有技術中的傳感器與通道間的連接關系圖； 圖3為在一個實施例中的傳感器分布圖4為本實用新型的多道同時測量裝置在一個實施例中的電路圖； 圖5為傳感器采集的原始信號經過本實用新型的多道同時測量裝置實 現信號混合以及信號還原后的示意圖。圖面說明
a 靶腔 b 壓電傳感器 c 飛行管道
d 微粒 1-4 傳感器
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細描述。
本實用新型的多道同時測量裝置利用信號合成和信號還原的原理實 現了單個通道對多個傳感器信號的釆集。該裝置由傳感器、觸發信號發生 電路、觸發開關、加法器、電荷放大器以及示波器組成。
所述的傳感器有4個，如圖3所示，傳感器1、 2、 3、 4彼此獨立分 布在一個標耙的不同位置上。在本實施例中，所述傳感器的數量為4個， 但在實際使用中，傳感器的具體數量可由實際實驗要求精度和實驗設備可 提供的通道數來決定，通常在1-16個之間。
圖4是在本實施例中的本實用新型裝置的電路圖，從圖中可以知道， 圖3中所示的壓電傳感器1、 2、 3、 4分別與觸發開關kl、 k2、 k3、 k4連 接，同時，所述的觸發開關kl、 k2、 k3、 k4還分別連接到觸發信號發生 電路上，觸發信號發生電路所生成的觸發控制信號Sl、 S2、 S3、 S4用來 控制觸發開關kl、 k2、 k3、 k4的接通與斷開。在本實施例中，當觸發控 制信號為高電平時，相應的觸發開關導通，當觸發控制信號為低電平時， 相應的觸發開關新開。所述的觸發控制信號是周期為T的時鐘脈沖信號， 四個觸發控制信號S1、 S2、 S3、 S4順次延遲T/4。在實際應用中，觸發控 制信號的周期大小可以根據實驗的精度要求調節，而不同觸發控制信號間 的延遲順序也可做相應的調節。在不同時刻所采集的傳感器信號在加法器 中進行混合，以生成混合信號。所得到的混合信號通過電荷放大器放大后 在示波器上顯示。
與現有技術不同的是，在本實用新型中，整個裝置中只需要一組電荷 放大器與示波器，而不需要根據壓電傳感器的數量配置相應數量的電荷放 大器與示波器。此外，與電荷放大器相連的不局限于本實施例中所涉及的 示波器，還可以采用其它可對傳感器信號進行顯示與存儲的電子設備。
采用本實用新型的多道同時測量裝置對微粒進行測量時，首先由觸發
信號發生電路向觸發開關發送觸發控制信號；然后由傳感器采集高速微粒 撞擊時產生的原始信號；觸發開關在所述觸發控制信號的控制下接通或斷開；加法器將分時采集的各個傳感器的原始信號合成在一起，得到混合信
在本實施例中，傳感器的輸出信號鄉Z過開關控制后，在每個周期T中， 第1路信號ul只采集傳感器1所生成的yl信號的第1個T/4,第2路信 號u2只釆集傳感器2所生成的y2信號的第2個T/4，...，依此類推，所 得到的各路信號經過加法器時相加，實現各路信號的合成，得到一個"混 合信號"，由out端輸出，所輸出的"混合信號"中包含了每路傳感器探 測到的信號。
所得到的混合信號還可以還原成原始信號。信號還原時，讀取混合信 號中每個周期中的第l個T/4的數據，將多個周期中的相關信息疊加后得 到ul曲線；讀取out信號中每個周期中的第2個T/4的數據，將多個周期 中的相關信息疊加后得到u2曲線；依此類推。還原后的效果相當于原來 信號中每隔4個點采集一個點，符合實驗本身對撞擊信號結果采集的精度 要求。
下面結合圖5對信號的混合與還原過程進行說明。
假設傳感器1、 2、 3、 4輸出的原始信號分別如圖5中的yl、 y2、 y3、 y4所示，在本實用新型的觸發信號發生電路的控制下，觸發開關K1、 K2、 K3、 K4分別在每個周期T的第1個T/4、第2個174、第3個T/4、第4 個T/4導通，從而得到原始信號在相應時間段中的結果，所得到的ul、 u2、 u3、 u4的信號如圖中所示，每道信號的釆樣率減小到原來的1/4。 ul、 u2、 u3、 u4經加法器相加后得到"混合信號"，所述的"混合信號"如圖5中 的out所示。
在信號還原過程中，讀取out信號中每個周期中的第1個T/4的數據， 得到ul曲線；讀取out信號中每個周期中的第2個T/4的數據，得到u2 曲線；依此類推。還原后的效果相當于原來信號中每隔4個點采集一個點， 符合實驗本身對撞擊信號結果采集的精度要求。為了避免在還原out信號
過程中，可能出現的重復采集原始信號的同一部分，從而無法得到完整的 原始信號，可以在生成混合信號的過程中，通過調節不同觸發控制信號間 的延遲順序以克服該缺陷。
通過上述的信號合成與還原過程可以看出，與現有技術中的類似裝置 相比，利用本實用新型的多道同時測量裝置進行測量的過程中，雖然多道 同時測量裝置本身的硬件裝置得到了簡化，但在最終的測量效果上并沒有降低。
本實用新型的多道測量裝置可以直接應用于現有的高速微粒速度檢 測系統上，而本實用新型的數據合成方法對任何數據監測、采集和傳輸領 域中受到類似硬件資源制約的情況同樣適用。
最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非 限制。盡管參照實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人 員應當理解，對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本 實用新型技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍 當中。
權利要求1、一種多道同時測量裝置，包括至少兩個傳感器、電荷放大器，其特征在于，還包括加法器、至少兩個觸發開關以及對所述的至少兩個觸發開關的閉合順序進行控制的電路；其中，每一個所述的傳感器連接到一個所述的觸發開關上，所述的觸發開關按照一定的順序接通或斷開，所述加法器的接入端與所有觸發開關相連接，所述加法器的輸出端連接到所述電荷放大器上。
2、 根據權利要求1所述的多道同時測量裝置，其特征在于，所述的 對所述的至少兩個觸發開關的閉合順序進行控制的電路為一個觸發信號 發生電路，所述的觸發信號發生電路向所述的觸發開關發送觸發控制信號 以實現所述的閉合順序。
3、 根據權利要求2所述的多道同時測量裝置，其特征在于，所述的 觸發信號發生電路按照一定的延遲時間為每一個觸發開關依次發送觸發 控制信號。
4、 根據權利要求3所迷的多道同時測量裝置，其特征在于，所述的 一定的延遲時間設定為下面的值將所述觸發信號發生電路的時鐘脈沖信 號的周期除以所述傳感器個數所得到的結果。
5、 根據權利要求1所述的多道同時測量裝置，其特征在于，還包括 一個用于對所述的傳感器的信號進行顯示的示波器，所述示波器連接到所 述的電荷放大器上。
6、 一種采用了權利要求1-5所述的多道同時測量裝置的高速微粒速度 檢測系統，其特征在于， 一個碎片發生器所產生的微粒通過飛行通道到達 所述的多道同時測量裝置，由所述的多道同時測量裝置對所述^f敖粒的飛行 速度進行測量。
專利摘要本實用新型提供一種多道同時測量裝置，包括至少兩個傳感器、電荷放大器，還包括加法器、至少兩個觸發開關以及對所述的至少兩個觸發開關的閉合順序進行控制的電路；其中，一個傳感器連接到一個觸發開關上，觸發開關按照一定的順序接通或斷開，所述加法器的接入端與所有觸發開關相連接，所述加法器的輸出端連接到所述電荷放大器上。本實用新型的多道同時測量裝置中只需要一個電荷放大器，有效節約了硬件成本；本實用新型只需要占用一路示波器采集通道，節省了示波器的資源；本實用新型將標靶獨立分區并測量，同時提供了撞擊的具體區域信息，具有一定的空間分辨能力。
文檔編號G01P3/64GK201159740SQ200820078810
公開日2008年12月3日 申請日期2008年1月29日 優先權日2008年1月29日
發明者全榮輝, 封國強, 張振龍, 李宏偉, 李小銀, 蔡明輝, 閆小娟, 韓建偉, 馬英起, 黃建國 申請人:中國科學院空間科學與應用研究中心