基于MATLAB7．0中GUIDE模板编制实现爆炸冲击波超压测试仪的GUl开发

（文章来源：国外电子测量技术，作者：张立恒?,?王少龙?,?高洪泉?）

引 言

爆炸冲击波超压测试仪是进行各种爆炸试验必备的测试仪器，可重构数据存储压力仪是一种新型的爆炸冲击波超压测试仪器。该仪器不同于传统的测试系统，它不需要引线电缆，而是将压电传感器、适配放大器、A／D变换器、存储器、控制电路、接口电路及电池集合在一起，组成一个独立的测试系统。它可以耐受较高的冲击加速度、较高的环境温度及环境压力；能直接放入被测体内，在被测体工作过程中把信号记录下来，然后取出装置，用计算机读出和处理数据。该压力仪具有体积小、功耗低、精度高等特点。正是由于可重构数据存储压力仪的突出特点，其被广泛应用于爆炸威力试验。但是该压力仪自带的数据处理软件功能却十分有限。该软件只能对所采集到的超压数据逐一进行波形显示和简单读取，不能满足工程实际中对测试数据进行深入分析的需要。因此，需要对该软件进行再次开发，使其能对所采集的数据能够快速读取并作进一步分析处理。MATLAB是一套高性能数值计算和可视化软件，它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，作为一种开发性程序设计软件在系统建模和仿真、科学和工程绘图以及应用程序开发等方面有着广泛应用。在图形用户界面设计方面，它可以使用M文件来创建图形用户界面（GUl），同时它还提供了一个方便高效的用户界面开发环境（GUIDE），将所有GUI所支持的用户控件都集成起来，并提供界面外观、属性和行为响应方法的设置方法。使用GUIDE创建GUI对象执行效率高，可以交互地进行组件布局，还能生成保存和发布GUI的对应文件。由于MATLAB在界面开发方面有着独特的优势，本文用MATLAB语言对爆炸冲击波超压测试仪数据处理软件进行二次开发。

1 数据读取程序设计

对于企业大多数学生用户，MATLAB函数load和save为装载和存储信息数据发展提供了足够的工具。利用以进行扩展一个名为．mat结尾的文件名，load和save假定通过数据分析是以与平台学习无关的二进制格式以及保存，或者用称之为flat的ASCII文件内容格式要求保存。当文件系统格式非flat ASCII或．mat时，MATLAB提供了基于C语言的低级技术文件I／O函数。用这些都是低级管理文件I／O函数，MATIAB可以提高读写选择任意两个文件规定格式。

该压力仪的数据信息处理系统软件默认采集分析数据的存储格式为．dpr格式，此数据显示格式要求并不是MATLAB可以选择直接影响读取的数据技术格式，因此我们需要用MATLAB的低级文件I／O函数对采集相关数据资源进行控制读取。通常这种情况下，在使用MATLAB对文件内容进行有效读取时，需要学生知道所读取一个文件作为数据的长度和存储精度，而．dpr格式测试结果数据的存储工作状态事先并不了解清楚，所以教师需要用自己不同位置精度格式对此文件资料进行一些尝试性判读。通过判读可知：此文件精神需要分别用‘*char’、‘long’和‘short’三种基本格式问题进行读取，其中用‘short’格式读取的数据是采集到的4 194 304个超压信号输入数据。图1为．dpr文件的读取操作流程。其中，P为压力仪采集到的超压数据，T为超压数据所对应的采集时刻。

图2为用该程序通过读取的超压数据和用压力仪自带一个软件系统读取的超压数据技术对比图。其中，上部结构分为用压力仪自带程序读出的超压数据，下部主要分为用MATLAB编程读取到的超压数据。可以自己看到用MATLAB程序读取到的超压数据和压力仪自带软件信息读取的超压数据我们完全没有一致，这样就町以对企业采集到的超压数据管理进行研究进一步发展分析问题处理。

2 图形用户界面开发

图形用户界面（graphical user interfaces，GUI）是由窗口、光标、按键、菜单、文字说明等对象（Objects）构成的一个用户界面，用户通过一定的方法选择、激活这些图形对象，以实现计算、绘图等功能。如果所需要的数据分析程序比较单一，那么一般不会考虑GUI的制作。但是如果需要向别人提供应用程序，进行某种演示，制作一个供反复使用且操作简单的专用工具，那么图形用户界面就是最好的选择之一。

由于超压测试管理工作人员需要我们一个企业使用更加方便、快速、直观而且通过操作方法简单的程序，所以对于本文为超压测试仪的．dpr文件系统读取程序结构设计了相应的图形用户界而。在MATIAB下建立自己一个信息图形窗口由命令figure完成，每执行一次figure命令就产生影响一个学习图形窗口，这些重要窗口都被自动控制分配也是一个句柄。在图形窗口中有一系列研究对象，每一个发展对象有一个句柄和它相关，每一个教育对象技术可以根据设置和改变社会属性。在图形窗口中，坐标轴和用户注册界面等对象足图形窗口的子对象，而线条、文本、表面和图像等是坐标轴的子对象。每个父对象中可以同时包含任何一个或多个子对象，所有创建的对象当父对象小存在时，都会首先实现自动创建它们。图3为所设计的超压测试仪数据环境分析软件程序界面。使用时，只需用输入传感器编号、传感器相对于爆炸装置的距离问题以及一些测试结果数据存放的地址，程序是否可以提高一次性读取试验过程中所有压力仪的测试样本数据，并且他们能够提供自动判读各个距离卜所测超压的峰值、计算冲击波的正压作用没有时间、冲量以及冲击波传播的平均增长速度。这样就得了解到了知识爆炸冲击波的基本特征参数，从而达到可以得到进一步对爆炸冲击波进行威力评估。

3 应用实例

为了进行检验该程序的实用性，在某次活动自由发展空间的TNT静爆试验中，对该程序设计进行了研究应用。试验系统工况：TNT的质量为35kg，爆高为1．2 m，起爆控制方式为两端同时起爆，16个可重构企业数据信息存储工作压力仪分两路信号分别通过布置在距爆点投影技术中心5 m、6 m、8m、10 m、12 m、14 m、17 m、20 m的位置处。

用雷管引爆TNT炸药后，用可重构数据信息存储系统压力仪采集TNT的爆炸冲击波，信号通过采集工作完成后用压力仪自带软件对压力仪存储的数据可以进行存取，然后用开发应用程序对所采集到的数据技术进行管理分析问题处理，从而能够得到我们此次爆炸产生的冲击波的主要威力评估模型参数。表1列出了一种利用该程序设计计算方法得出的爆炸冲击波超压的主要特征参数，图4显示了压力仪在不同文化距离处采集到的爆炸冲击波的波形图，图5和图6分别为超压峰值、冲击波平均传播中国速度、正压作用没有时间成本以及冲量随距离的变化关系曲线。

从以上分析图表中对TNT爆炸冲击波的测量系统数据有一个非常清楚直观的了解，并且由图6可以通过看到社会压力仪在10 m处所测数据技术不是一种有效进行数据，因为该点测得的正压作用研究时间和冲量都出现了异常。

4 结束语

(1)通过对压力表数据格式的分析，利用 matlab 软件对压力表的试验数据进行读取，并根据实际试验需求，开发了基于压力表的数据读取与分析程序，该程序具有良好的人机交互，能够简单方便地对测量数据进行分析与处理。

（2）经过实际应用，该程序可以快速、准确地判读出一次爆炸中所有测试点的威力评估参数，省掉了人工判读时的繁杂程序和人为误差，节约了时间，并且可以直观判断出所测数据是否有效，有利于对爆炸威力进行准确评估。

(3)本程序基于 matlab7.0中的指南模板。它具有良好的可扩展性，可根据未来应用的不同需求进一步扩展，如数字滤波器前的数据读取等。

责任编辑：gt

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