风洞测控系统
前 言
风洞是空气动力学研究和实验中最广泛使用的工具，广泛应用于航空航天工程、交通、运输、房屋、建筑、风能利用、环境保护等各个方面，研究空气动力学的基本规律，以验证和发展有关理论，并直接为各种飞行器的研制服务，通过风洞实验来确定飞行器的气动布局和评估其气动性能。
风洞主要由洞体、驱动系统和测控系统三部分组成，其中测控系统在风洞实验中占据着重要地位，其作用是按预定的实验程序，控制各种阀门、活动部件、模型状态和仪器仪表，并通过天平、压力和温度等传感器，测量气流参量、模型状态和有关的物理量。
四川拓普测控科技有限公司有一批从事风洞测量控制系统的队伍和专家，已为国内多个风洞完成了测控系统设计制造，可以承接“风洞测量系统设计安装调试”（包括天平测力系统、风洞压力测量系统、PXI总线平台动态信号测试系统）及“风洞控制系统设计安装调试”（包括稳风速控制系统、马赫数控制系统、转盘控制系统、攻角控制系统、移测架控制系统、风洞运行安全监控系统、风洞流场校测系统、图像处理系统）的工程设计及施工工作。
常规风洞测控系统是由四川拓普测控科技有限公司针对常规风洞相关实验需求而定制开发的一套专门应用于低速、亚音速及跨音速风洞实验的测控系统设备，该系统专门针对常规风洞实验，提供了包括“马赫数(Ma)控制子系统”、“模型姿态控制子系统”、“数据测量子系统”、“实验监视子系统”及局域网络设备在内的风洞测控系统解决方案，满足常规风洞实验中的稳风速控制、马赫数控制、转盘控制、攻角控制、移测架控制以及测试信号调理、数据采集、数据存储及数据分析等要求，还配置了风洞运行安全监控及流场校测等设备，也可根据用户具体项目情况灵活调整配置或定制专用功能。
系统功能与特点
整套风洞测控系统由“控制子系统”、“数据测量子系统”、“实验监视子系统”、“局域网络子系统”及“分析处理子系统”五部分组成，硬件采用PXI总线平台，软件采用虚拟仪器技术，通过分布式局域网络进行管理，具有较高的自动化程度、较强的可靠性和较大的扩展性，并便于使用、维修和保养；同时具有较强的实验能力和先进的技术指标，完全满足低速、亚音速及跨音速等常规风洞实验项目的测量、控制需要；
控制子系统包括“马赫数控制子系统”及“模型姿态子系统”两部分，前者可通过调节调压阀，实现风洞流场马赫数的自动控制；后者可通过计算机控制步进电机实现模型姿态角（攻角）的控制；
数据测量子系统包括“动态测量”及“静态测量”两部分。采用多通道数据采集技术、智能调理器技术及虚拟仪器软件技术，集成多通道数据采集器和前端信号调理器在一个机箱内，能够完成常规风洞实验多种动、静态信号的采集记录及数据的分析、处理；信号调理器单元通道数可依据需要在16～64个通道间灵活选择，输入方式为四芯接口，可以智能化地适应两线制、三线制及四线制传感器，为前端传感器提供桥压、ICP恒流源激励及放大、滤波、供桥等功能；数据采集器单元是基于10/100BASE-T以太网控制接口的多功能网络化测量模块，模拟输入通道数可在16～64个通道间灵活选择，内嵌TCP/IP协议栈，可以实现Web远程访问、远程监控和远程数据上传等分布式应用；
实验监视子系统包括摄像头、云台、存储器等部分，可实现对实验段调压阀关键部位、测量装置运行情况及实验模型状态全方位视频监视；
局域网络子系统采用分布式局域网络及TCP/IP 协议，能够建立整个系统统一的物理基础，在此基础上实现全系统数据共享和集中管理，并与外部互联；
分析处理子系统采用虚拟仪器软件技术，内嵌常规风洞实验台专用测试及算法模块，能够将测控系统平台一体化，实现各子系统安全连锁、远程控制、硬件设置、前级调理智能识别、自动平衡、自校准、自动检测报警、控制采集、参数校准、实验前调试、工程标定、波形显示、读取数据、数据处理分析、存盘、打印及通讯功能，具有高速的实验信息通讯控制和实验数据传输能力，能及时以图、表方式显示、比较实验数据，快速生成用户指定格式的测试报告，并提供数据存储、管理、查询、输出、发布等功能；
系统设计和施工中采用多种抗干扰措施，如：测控设备远离电机，加装电源隔离变压器，动力线与信号线分开走线并穿铁管，设备地线汇总接地，采用屏蔽信号线，选配高精度数据放大器及调理器，采用信号滤波、放大等，使整个系统抗干扰能力得到较大加强。
风洞实验专用测控系统
系统配套软件是基于Windows 2000/XP环境下的虚拟仪器软件，安装于上位机，它具有全汉化的仪器控制界面，通过TCP/IP协议与各系统联接进行通讯及远程控制，实现系统平台一体化及控制、测量各子系统安全连锁；它具有高速的试验控制信息通讯和试验数据传输能力，能及时以图、表方式显示、比较试验数据；提供控制系统设置、数据采集参数设置、调理器设置、波形滚动显示、读取数据、测试数据处理、数据存储、管理、查询、输出、发布及测试结果计算、测试报告生成等功能。
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