BS型爆速计量移动统一标准使用说明指导书.doc

BS型爆速计量移动原则

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明

书

江西东华计量测试研究所

地址：江西省南昌市南池路35号 电话：
邮编：330029 传真：[phone])

目 录

一、概述
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(1)
二、技术性能
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(1)
三、工作原理
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(2)
四、构造阐明
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(7)
五、操作阐明
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(10)
六、装箱单
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(12)

一、概述
仪器是根据GJB/ J2630-96《炸药爆速仪检定规程》、GJB772.304《炸药实验办法 固体炸药测定法 电测法》及GB/T13228-91《工业炸药爆速测定法》所规定规定设计而成一种集爆速计量原则及高精度爆速测量设备于一体原则设备。
本仪器具备集成度高、功能强大、测量精确度高等突出长处，可对测量不拟定度30ns及其如下爆速测量仪进行现场校准，也可用于原则炸药试样进行爆速值定值，是凝聚炸药爆速测量及炸药爆速计量新一代抱负设备。
二、技术性能
1、测量范畴
1.1、原则信号源 1.000μs～9000.000μs
1.2、时间测量 1.000μs～99.999μs
2、测量不拟定度
2.1、原则信号源 U = 3ns (k = 2)
2.2、时间扩展倍率 U = 2ns (k = 2)
2.3、时间测量 U = 5ns (k = 2)
3、测量辨别力 1ns
4、测量通道 5路(4段)
5、晶振与时标
5.1、标称值 10MHz
5.2、频率精确度 1×10-8
5.3、频率日稳定度 5×10-9/d
5.4、时标 原则TTL，占空比(50±1)%
6、电耗 40VA
7、外形尺寸 340mm×320mm×150mm (深×宽×高)
8、净重 6kg
三、工作原理
1、系统概述

图 一
1.1、系统主测量单元
图一示当被测启动信号到达后，紧接时标下降沿(有效沿)触发主计数器工作，待被测关闭信号到达后，紧接时标下降沿(有效沿)触发主计数器关闭。主计数器记录下时间间隔t0。
1.1.1、主计数器测得时间间隔t0与信号时间间隔t是有差别；主计数器工作只依赖时间原则精确度，是与时标同步工作，因而不浮现量化误差。
1.1.2、主计数器测得值t0与被测时间间隔t差别由两个副计数器测量。在副计数器测量电路各设立“符合信号”，“符合信号”定义为主计数器有效沿后紧接上升沿，这样“符合信号”严格与时间原则同步，选取这种“符合信号”尚有一种重要技术因素是保证副计数器控制电路时延影响可得到绝大部份覆盖，保证了副计数器测时精确性。
1.1.3、由图可得到 ………………………… 公式①
1.2、系统副测量单元
1.2.1、副计数器测量办法
图一示副计数器测量对象是被测启动(关闭)信号至符合信号之间时间间隔。由于被测信号对于时间原则是随机，人们无法预测信号有效时刻，但副计数器测量时间间隔范畴是已知，考虑到测量记忆电路及控制电路时延，副计数测量范畴为70ns～180ns，这是一种小时间间隔，为保证2至3 位测量有效位，若用普通计数器测量法，其计时时标将达1GHz～10GHz，显然是不可取。
1.2.2、时间扩展单元
这里采用了时间扩展技术，来实现小时间间隔测量。用模仿时间扩展单元10mA及10μA二个恒流源，实现信号有效间隔10mA放电及10μA充电从而得到信号时间间隔1000倍扩展信号，再用普通计数器测量扩展信号时间间隔，见图二。
有效时间间隔(70～180)ns
阀值控制点

整形后扩展信号
图 二
1.2.3、显然公式①变换为
………………………公式②
n1，n2标称值为1000，T1，T2测量辨别力为1μs。
1.3、测量电路延时补偿单元
时间间隔信号是由两个独立通道分别测量。由于达到纳秒量级测量辨别力，不同通道测量控制电路延时差别将不可忽视。这里在每个通道中设立了通道延时补偿器(无源延时线)以补偿各通道时延带来影响。按无源延时线延时步距为2ns，规定两个通道之间时延补偿可调节到-1ns～1ns以内。
显然公式①可变换为 ……………………公式③
2、系统原理框图简介
2.1、BS型爆速计量移动原则原理框图

2.2、功能简介
2.2.1、检定
该功能是实行对被检爆速测量仪进行检定，工作过程简述如下(见原理框图)。
“嵌入式计算机”接到键盘“检定”命令，由检定控接口自动置“程控原则时间间隔发生器”某一检定点(由命令码拟定)，显示屏显示检定点标称值。
“10MHzTTL方波时标源”经“程控原则时间间隔发生器”精密分频电路产生所需原则时间间隔信号，通过同步环形触发器，由“清零”“启停”开关控制，获得五个在时序上按设定期间间隔排列独立正阶跃信号(信号上升时间约10ns)。阶跃信号再驱动“五路爆速传感模仿接口”对被检爆速仪进行该检定点检定。
2.2.2、校正
该功能是实行“模仿时间扩展单元”对的完毕扩展1000倍而专门设立，是完毕高精度小时间间隔测量前提。工作过程简述如下(见原理框图)。
“嵌入式计算机”接到键盘“校正”命令，由“校正控”接口打开“100ns原则时间间隔发生器”。“10MHzTTL方波时标源经“100ns原则时间间隔发生器”由“清零”和“启停”开关控制发出五组负阶跃信号T’’1～T’’5及τ’1～τ’5。T’’1～T’’5直接打开“五路并行副计数器”进行计数；同步T’’1～T’’5及τ’1～τ’5五组100ns信号控制“模仿时间扩展单元”10mA恒流源放电，再由10μA恒流源充电，由电路中阀值控制器控制得到五个经1000倍扩展后负阶跃信号T’1～T’5。T’1～T’5关闭“五路并行副计数器”得到五个约100μs扩展时间间隔测量值，经“输入输出数据接口”供嵌入式计算机采集，由“液晶显示屏”显示。“模仿时间扩展单元”设立五个扩展倍率调节器，在仪器出厂时，将扩展倍数调节到1000±10即显示在(100±1)ns范畴之内。
2.2.3、测量
该功能是实行对炸药试样爆速平均速度进行高精度测量，工作过程简述如下(见原理框图)。
“嵌入式计算机”接到键盘“测量”命令，“测量控”打开“同步内插控制”电路，并对整机复位，整机处在待测状态，计算机循环检测测量结束信号。
当被测爆轰波传感信号t1～t5经信号测试电缆到达“五通道靶信号输入接口”时，输入接口高速记忆触发器及时记忆下信号时刻t’1～t’5，经“不定期序信号变换器”窄脉冲变换电路，获得五个前沿约3ns，脉宽为30ns负脉冲，由负逻辑或电路将物理上顺序排列信号t’1～t’5转换为准时序上排列正脉冲铃信号T，完毕了不定期序信号测量。
T经五级串行触发器得到T1～T5正阶跃信号，同步T1～T5经“符合信号发生器”与时标信号进行比较，获得T1～T5有效后紧接时钟下跳沿后来时钟上跳沿τ1～τ5作为同步符合信号。
T1～T5供“四路串行主计数测时单元”用普通测时仪办法进行测量，获得四段主测量时间间隔。
T1～T5打开“五路并行副计数测时单元”进行计数，同步T1～T5及τ1～τ5送“模仿时间扩展单元”进行1000倍小时间间隔扩展(见2.2.2校正)，得到T’1～T’5信号分别停止“五路并行副计数测量单元”计数，获得五路副测量时间间隔。T’1作为测量结束信号告知“嵌入式计算机”进行数据输入并实行数据运算解决，将解决成果经“液晶显示屏”显示。
2.2.4、自校
该功能是实行对整机状态进行校准及调节各通道延时系统差而设立，以达到仪器各通道测量能达到5ns扩展不拟定度目。
“嵌入式计算机”接到“自校控”命令，由“自校控”同步打开“程控原则时间间隔发生器”及“同步内插控制”，并在外部用测试电缆将“爆速传感模仿接口”输出插座与本仪器“靶信号输入接口”插座相连接。在“清零”与“启停”开关控制下实行规定检定点自校准，以确认整机处在完好状态。
综上所述，整机在“嵌入式计算机”控制下，运用机含“程控原则时间间隔发生器”及“100ns原则时间间隔发生器”，各某些功能电路协调工作，完毕“检定”、“校正”、“测量”和“自校四大功能，实现对爆速测量仪计量检定或校准和对炸药试样爆轰波传播时间(速度)高精度测量。
四、构造阐明
该仪器重要由前面板、背面板、底板及六块印刷线路板等连接构成，安装在340mm×320mm×150mm原则机箱中，现将各部份分别阐明如下：
1、前面板
仪器所有显示、批示、键盘及控制开关均布置在前面板上，由图三所示。

图 三 前面板平面图
1.1、五个通道状态批示器，由5个LED发光二极管构成。复位灭，信号到达亮，可以监测测量现场布线对的与否，并确认测量信号与否到达。
1.2、测量成果显示屏，由240×128点阵式液晶显示屏构成。提示操作环节，显示各种数据信息(详见操作阐明五)。
1.3、键盘，由六位BCD码拔盘开关及确认按通开关构成(详见操作阐明五)。
1.4、总复位，计算机复位，测量成果显示屏显示欢迎界面，并自动进入当前键盘设立功能。
1.5、清零开关，用于各种功能清零。
1.6、启停开关，用于检定、自检、校正功能启停。
2、背面板
所有信号输入、输出所有布置在背面板上，便于接线，由图四所示。

图 四 背面板平面图
2.1、靶信号输入插座，由五个YS-765(J/K 2P)航空插座构成，用于各通道被测信号连接，实行测量(或自校)功能。
2.2、原则信号输出插座，由五个YS-765(J/K 2P)航空插座构成，用于各通道原则信号源输出，实行检定(或自校)功能。
2.3、10MHz时标输出插座，由一种YS-765(J/K 2P)航空插座构成，用于监测仪器时标。
2.4、工作方式选取开关，由六位拨动开关构成，用于选取常态(仪器处在测量、检定、校正、自校功能)及溯源(用于时间间隔原则对本仪器进行校准)工作方式。
2.5、保险丝座，安装1A玻璃保险丝(20mm)。
2.6、电源插座，三芯电源插座与市电AC220V相连。
2.7、接地螺栓。
2.8、出厂编号及出厂日期。
3、底板
底板用于安装稳压电源、晶振及六排印制插座，由图五所示。

图 五 底板平面图
3.1、开关稳压电源，供整体+5V/3A，+12V/0.3A，±15V/0.3A直流工作电源。
3.2、晶振和时标，产生10MHz TTL方波时标信号。频率精确度1×10-8，占空比(50±1)%，上升时间2.0ns(15pf)。
3.3、输入信号变换和原则源单元印制板，由输入接口、不定期序变换器、程控原则时间间隔发生器及爆速传感模仿接口等功能电路构成。
3.4、时间扩展单元印制板，由模仿时间扩展单元功能电路构成。
3.5、同步内插及控制单元印制板，由同步内插功能、符合信号发生器、100ns原则时间间隔发生器等功能电路构成。
3.6、计数接口(1)印制板，由3、4路主计数器，3、4路副计数器及输入输出接口等功能电路构成。
3.7、计数接口(2)印制板，由1、2路主计数器，1、2、5路副计数器及输入输出接口等功能电路构成。
3.8、嵌入式计算机及接口印制板，由8031系列计算机控制及数据采集系统构成。
五、操作阐明
仪器具备测量、检定、校正、自校四大功能，现按功能阐明仪器操作使用。
1、准备
接通电源，按总复位键，液晶显示屏呈欢迎界面(见图六)，3秒钟进入当前键盘状态功能入口，预热十五分钟后进行各功能操作。
2、测量
2.1、用测试电缆连接靶线与背面板“靶信号输入”插座。
2.2、准备环节完毕后，键盘置 ，按“确认”键浮现图七画面。
2.3、按画面提示，输入各测量炸药试样段长。例，试样1为40.000mm，键盘置
，按“确认”键画面浮现段长：1，40.000mm，别的各段同样输入，直至输入数据确认无误为止。
2.4、按画面提示，键盘置 ，按“确认”键，画面浮现图八提示，按“清零”键，再按“确认”键，仪器等待测量，浮现图九画面。
2.5、起爆，仪器自动测量，液晶显示屏显示四段时间间隔及四段平均爆速值，直至下一次总复位操作，液晶显示屏始终保存测量成果。
3、检定
3.1、用测试电缆将被检爆速仪测量输入与背面板“原则信号输出”插座连接。
3.2、准备工作完毕后，键盘置 ，进入预置检定功能，检定点为1.000μs，按“确认”键，浮现图十画面。
3.3、按画面提示，按“清零”键，再按“启停”键，读取被检爆速仪测量成果。
3.4、变化检定点，重复3.2，3.3直至获得所有检定点测量成果。
3.5、按GJB/J2630-96《爆速仪检定规程》规定，判断被检对象合格与否。
4、校正
4.1、准备工作完毕后，键盘置 ，按“确认”键，预置校正功能，浮现图十一画面。
4.2、按“清零”键，再按“启停”键，液晶显示屏显示五通道校正成果。
5、自校
5.1、用测试电缆将“原则信号输出插座与“靶信号输入”插座连接。
5.2、准备工作完毕后，键盘置 ，进入预置自校功能，自校点为6.000μs，按“确认”键，浮现图十二画面。
5.3、按“清零”键，再按“启停”键，液晶显示屏显示四段自校成果。
5.4、变化校准点，重复5.2，5.3直至获得所有自校点测量成果。
5.5、按本仪器技术指标，判断仪器与否正常。
6、时标监测
将仪器时标输出插座与频率原则作晶振频率计，监测本仪器时原则确度。
7、溯源
溯源是指对本仪器校准(或检定)。
7.1、将背面板“工作方式选取开关”置溯源位置。
7.2、按规定预热四小时。
7.3、用测试电缆将“原则信号输出”插座与“时间间隔测量原则”输入插座相连。
7.4、仪器置“检定”功能(见本章第3条)。
7.5、读取“时间间隔测量原则”测量成果。
7.6、按本仪器技术指标，判断仪器与否合格。
7.7、将“工作方式选取开关”置“常态”位置。

六、装箱单
1、《BS型爆速计量原则》主机
一台
2、测量连接射频电缆(1.5mm)
七根
3、三芯电源线
一根
4、使用阐明书
一份
5、检定(或校准)证书
一份
6、备用玻璃管保险丝(1A)
五个
7、爆速测量电缆(60m)
五根
8、仪器包装箱
一只