什么是風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室？
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風(fēng)洞（wind tunnel）即風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，是以人工的方式產(chǎn)生并且控制氣流，用來模擬飛行器或?qū)嶓w周圍氣體的流動情況，并可量度氣流對實(shí)體的作用效果以及觀察物理現(xiàn)象的一種管道狀實(shí)驗(yàn)設(shè)備，它是進(jìn)行空氣動力實(shí)驗(yàn)常用有效的工具。
風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)是飛行器研制工作中的一個不可缺少的組成部分，導(dǎo)彈、飛機(jī)、火箭以及高超速武器都需要經(jīng)過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)才能進(jìn)行下一步發(fā)展?？梢哉f風(fēng)洞是多種航空器的搖籃。此外很多民用交通工具建筑也需要進(jìn)行吹風(fēng)實(shí)驗(yàn)，甚至自行車也開始逐步進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。
風(fēng)洞的分類
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風(fēng)洞種類繁多，有不同的分類方法。
1. 按流動方式分：閉口回流式風(fēng)洞和開口直流式風(fēng)洞；
2. 按風(fēng)洞試驗(yàn)段的構(gòu)造分：封閉式風(fēng)洞和敞開式風(fēng)洞；
3. 按風(fēng)洞的功能分：航空風(fēng)洞，建筑風(fēng)洞，環(huán)境風(fēng)洞，汽車風(fēng)洞；
4. 按風(fēng)速大小分：低速風(fēng)洞，高速風(fēng)洞和高超聲速風(fēng)洞；其中高速風(fēng)洞按照馬赫數(shù)劃分可分為亞聲速風(fēng)洞、跨聲速風(fēng)洞和超聲速風(fēng)洞；高超聲速風(fēng)洞又可分為常規(guī)高超聲速風(fēng)洞、低密度高超聲速風(fēng)洞、激波高超聲速風(fēng)洞、熱流電弧高超聲速風(fēng)洞。
風(fēng)洞的發(fā)展前景
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風(fēng)洞的速度對風(fēng)洞至關(guān)重要，其所能達(dá)到的速度也是一個國家航天航空實(shí)力的直觀反應(yīng)。一般來說風(fēng)洞以馬赫為單位，1馬赫大約等于1200km/h。美國擁有世界上最快的風(fēng)洞大約可以達(dá)到30馬赫，在研制五代機(jī)的過程中，高速風(fēng)洞起到了巨大的作用，這座風(fēng)洞里還誕生了眾多出名的高速航空航天飛行器。中國擁有亞洲最大的風(fēng)洞群，累計(jì)完成了50多萬次的實(shí)驗(yàn)為我國武器裝備發(fā)展和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了重大貢獻(xiàn)。從國產(chǎn)戰(zhàn)斗機(jī)到復(fù)興號高鐵，都在國產(chǎn)風(fēng)洞里做過實(shí)驗(yàn)。2012年5月我國自主研制的采用反向爆轟驅(qū)動技術(shù)的世界上第一個復(fù)現(xiàn)激波風(fēng)洞JF-12順利通過驗(yàn)收，是當(dāng)時世界上先進(jìn)的復(fù)現(xiàn)激波高超聲速風(fēng)洞。風(fēng)速最高可達(dá)9馬赫，實(shí)驗(yàn)時長100ms；隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國最近一代激波復(fù)現(xiàn)風(fēng)洞JF-22將于今年面世，最高風(fēng)速30馬赫，實(shí)驗(yàn)時長100ms。除此之外，新一代的超高速風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室可提上日程。針對越來越先進(jìn)，風(fēng)速越來越高的的風(fēng)洞，與之配套的超高速數(shù)據(jù)采集測試設(shè)備的需求也越來越迫切。
風(fēng)洞測試的主要特點(diǎn)
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當(dāng)前的高速及超高速風(fēng)洞系統(tǒng)風(fēng)速都實(shí)現(xiàn)了倍數(shù)級增加，對應(yīng)的測試信號也在快速的變化，且有效實(shí)驗(yàn)時長一般不超過100ms。如何在有限的時間里獲取盡可能多且有效的數(shù)據(jù)是測試的關(guān)鍵。這就需要使用遠(yuǎn)高于信號高頻率成分采樣率的高速甚至超高速的數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行信號的采集記錄，才能保障有效測試數(shù)據(jù)的獲取。
風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的對象包含了飛行器、武器裝備、民用交通運(yùn)輸工具及建筑等這些關(guān)乎人員安全的重要設(shè)備設(shè)施，測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性直接決定設(shè)備運(yùn)行的可靠性及人員的安全性。因此可靠的獲取精確的測試數(shù)據(jù)才能保障系統(tǒng)的可靠運(yùn)行人員的安全。
通常風(fēng)洞工作時需要大量的大功率設(shè)備同時工作進(jìn)行保障，因此在風(fēng)洞測試時，現(xiàn)場存在很大的信號干擾。同時洞體上伴隨有較大的共模電壓，很容易造成無法采集到有效數(shù)據(jù)或者信號包含大量的干擾部分。因此測試時，有效屏蔽消除干擾也是測試關(guān)鍵。
在實(shí)際的測試風(fēng)洞測試過程中，試驗(yàn)的被測信號類型往往種類繁多，包含高速應(yīng)變、脈動壓力、溫度監(jiān)測、風(fēng)速監(jiān)測、風(fēng)力監(jiān)測、振動信號測試等模擬量信號。除此之外也包含數(shù)字TTL信號輸入、總線測試、視頻輸入等多種信號。這就要求對應(yīng)的測試設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)多種信號的調(diào)理采集與分析及同步。
DEWETRON相關(guān)產(chǎn)品介紹
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TRION-18XX-MULTI系列
DEWETRON的TRION-18XX-MULTI系列采集板卡，是一款不過時的高速隔離性多功能通用板卡，這款產(chǎn)品能夠靈活運(yùn)用到各個行業(yè)。這種板卡適用于高精度，高采樣率高帶寬的應(yīng)用領(lǐng)域，根據(jù)不同測試場景搭配A系列/M系列或者F系列前端采集機(jī)箱，較好匹配比如機(jī)械結(jié)構(gòu)測試，振動測試和沖擊測試、風(fēng)洞測試等一系列的相關(guān)測試場景。
強(qiáng)大的信號調(diào)理及激勵能力
十種以上測量模式適用于與各種類型的傳感器，九種自帶功能：橋路、電壓、電流、IEPE、電阻、電位計(jì)、溫度（RTD）、計(jì)數(shù)器和CAN總線。通過MSI多功能適配器可用于測量電荷熱電偶和LVDT輸入。
可選的電壓和電流激勵適用于各種類型的傳感器，強(qiáng)大的激勵功能更好為電能高需求的傳感器供電。
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0-24V電壓激勵（最大功率0.5W）
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0.1-60mA電流激勵（最大功率0.5W）
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超高供電精度0.03%
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每通道獨(dú)立供電電路，不會共享功率
高性能高速隔離板卡
TRION-18XX-MULTI具備很高的測試精度。
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高達(dá)5MS/s同步采樣速率
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2MHz模擬帶寬
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連續(xù)的數(shù)據(jù)流傳輸?shù)綉?yīng)用和硬盤
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通道間，通道對地雙隔離，隔離電壓高達(dá)350VDC
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0.05%超高電壓測試精度
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低噪聲，諧波總失真-108dB@1kHz
Source：Dewetron
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