简仪科技产品在低空飞行器风洞试验数据采集设备中的应用

应用

在低空经济蓬勃发展的当下，多旋翼无人机、低空物流飞行器等装备的飞行性能备受关注，而气动特性与动力系统匹配性作为核心指标，其精准验证成为行业研发的关键环节。

本案例应用聚焦于“湾区一号”低空飞行器模型的风洞试验数据采集。测试过程中需同步采集两类核心数据：一是天平测力信号，该信号直接反映飞行器在不同工况下所受的气动载荷，包括升力、阻力、俯仰力矩等关键参数；二是动力系统转速信号，其能够精准体现动力输出状态，为分析动力输出与气动载荷的耦合关系提供核心依据，最终服务于飞行器气动特性与动力系统匹配性的验证工作。

挑战

本次风洞试验数据采集面临多重挑战。天平采用桥式传感器，输出的是mV级微弱模拟信号，这对采集设备的小信号高精度测量能力提出了极高要求，必须确保微弱信号能够被精准捕捉且不失真；风洞试验环境复杂多变，天平信号极易受到风洞风机产生的电磁干扰、工频干扰以及试验过程中机械振动的影响，这些干扰会严重破坏信号的完整性与准确性，给数据采集带来极大阻碍；天平测力信号与转速信号的时序匹配度直接决定了“气动载荷 - 动力输出”关联分析的准确性，若两类信号无法实现精确同步采集，后续的数据分析将失去意义，难以得出可靠结论；考虑到未来试验需求可能不断升级，采集设备还需具备良好的扩展性，以适应更多通道、不同类型信号的数据采集工作，为后续试验拓展预留空间。

解决方案

为有效应对试验过程中的各项挑战，客户选择了以简仪产品为核心的一体化数据采集解决方案。在硬件平台搭建方面，选用控制器PXIe-3125a与9槽机箱 PXIe-2519G2，构建起具备强大扩展能力的硬件基础，能够充分满足未来通道扩展与功能升级的需求。在信号采集模块选择上，多功能数据采集模块PXIe-5510成为核心配置，该模块支持16路差分信号输入，最小量程可设置为100 mV，且在该量程下绝对精度达110 μV，能够完美适配天平力信号的高精度测量需求；同时，其支持4路计数器输入，可通过计数法或周期法实现转速测量，轻松满足高低转速场景下的测试需求。

在信号同步采集方面，借助 FirmDrive驱动，有效保障了天平力信号与转速信号采集任务之间的精准同步，确保两类数据的时序一致性，为后续关联分析奠定坚实基础。并且依托锐视测控软件平台提供的交互配置式滤波器组件，用户可根据试验环境与信号特点，便捷设计专属滤波器，并将其集成到数据采集分析软件中，成功抵御了各类干扰因素对信号的影响，保障了数据的准确性。

使用的简仪产品

硬件

PXIe-2519G2：高数据传输带宽PCIe Gen2 PXIe机箱

PXIe-3125a：高性能第11代Intel Core i5-11500HE处理器PXI Express控制器

PXIe-5510：高精度140 ppm，18位分辨率，32通道，2 MS/s 多功能数据采集模块

软件

SeeSharpTools：锐视测控软件开发工具包

为什么选择简仪

锐视测控平台：锐视测控平台使用C# 语言开发，提供了一个强大且易于使用的开发环境，帮助客户快速实现项目开发。

成熟的产品：简仪产品经过长期市场验证，具有可靠的性能和稳定性。

POC验证服务：简仪提供售前的POC(原理验证)服务，帮助客户验证产品性能和适用性。

高精度：简仪的产品满足了客户对测试精度和可靠性的高要求。

成本效益：相比国外品牌，简仪的解决方案不仅性能更优，而且在成本上具有明显优势，降低了客户的整体制造成本。

供货速度：简仪能够快速供货，确保项目按时进行。

技术支持和快速响应能力：简仪提供优质的本地化技术支持，快速响应客户需求，帮助客户解决问题，确保了测试任务的顺利进行。

在“湾区一号”低空飞行器风洞试验中，简仪凭借成熟可靠的产品、精准高效的解决方案，成功攻克了微弱信号测量、抗干扰、同步采集与系统扩展等多项技术难题，实现了天平测力信号与转速信号的高效、精准采集，为“气动载荷 - 动力输出”关联分析提供了坚实可靠的数据支撑，有力推动了“湾区一号”飞行器的研发进程。