风洞试验在航空航天工程中的空气动力学研究中起到非常重要的作用,通常在此类力学试验中,通过安装各类传感器件与信号采集器组成的测试系统,对各类物理量进行测试。待测试物理量由传感器将非电量转换为电信号,进行采集和处理。飞行器表面受到的空气压力,通过贴在飞行器表面的应变压力传感器,由桥式电路将压力转化为电压信号,本课题需要采集的是转换之后的电压信号。在本课题中,相比于已经存在的各种数据采集系统而言,在体积和功耗上进行了改进,提出了更高的精度要求。因此,本课题在应用研究和技术突破上都有很重要的研究意义和价值。本文根据提出的各项技术指标要求,设计制作高精度应变信号无线数据采集器,对通过惠斯通电桥电路转换后的微小电压信号进行采集。设计基于ARM Cortex-M4内核的CC3220SF微控制器芯片,此芯片内部集成网络程序处理模块,能够实现无线数据传输,以此芯片作为主控制器,控制采集器进行数据采集和转换。ADC芯片选择AD7124-8,将模拟信号转换为数字信号,通过SPI总线与主控芯片进行通信,最后利用无线网络将数据传输至上位机进行分析和处理。软件方面,设计了上位机控制界面,完成人机交互,实现数据采集器测试的便捷性与可操作性。为了实现数据采集模块的高精度设计,在硬件设计过程中,前端设计差分低通滤波器滤除高频干扰,模数转换器选择24位高精度ADC芯片,使用芯片内部放大器替代外部信号放大电路,以减小放大电路产生的干扰。数据采集器设计完成后,需要对其技术指标进行测试和调试,主要验证数据采集器的各项功能,分析系统误差和精度等技术指标。技术指标分析中,采用最小二乘法对采集数据进行回归方程分析,并校准采集器以提高其精度。测试结果表明数据采集器最大测量误差不超过0.02%,其指标均满足各项技术要求。