应急救灾和空投作战背景下,空投过程中的震动和冲击会对贵重仪器设备及医疗用品的安全造成伤害,有必要准确记录冲击力的大小及持续时间,以度量其和设备安全之间的关系。加速度记录仪是一种对空投物资或车辆的运行时间、加速度等,运动状态信息进行记录存储的专业仪器。它能在车辆运输时或物资空投中为它们的运行、检测、改进以及事故分析建立重要的原始分析数据,进而对运输过程中减震装置的配置,以及参数的确定,提供重要依据。论文首先阐述了加速度记录仪的社会需求及应用背景,指出现有产品功能与装备冲击测量需求之间难以完全契合的原因,随后在此基础上提出了解决问题的整体设计方案。该三轴加速度记录仪系统主要有三部分构成(1、MSV3000加速度传感器;2、基于STM32主控芯片的采样及存储控制器;3、采用C++语言开发的上位机软件)。MSV3000变电容式三轴加速度传感器采用变电容式微机械结构,采用直流供电模式、具有高精度、稳定性好、抗恶劣环境等优点。本设计中,首先通过同轴电缆将MSV3000传感器测量的三轴加速度信息对应模拟电压传送至嵌入式微控制器。进而,通过电压调理电路、一阶有源滤波器及STM32的12位模数转换器将该电压进行量程变换、降噪及采样,最后将其存储在STM32的FLASH内并可根据控制命令要求,将该信息以USB方式传送至上位机。上下位机通过中断方式进行命令字和数据信息交互。上位机软件包括数据擦除、时间设置、数据接收以及数据分析四个功能模块。具有数据平滑及融合,图片信息保存、导出及打印等功能。其中,(1)图片信息处理应用C++类库中的TeeChart画图工具,使图形图像处理更加方便快捷;(2)数据平滑通过FIR滤波器实现,并可合理选择其窗函数类型及阶数达到最优平滑效果;(3)数据融合策略则采用三轴加速度加权平均融合,以期获取三轴加速度的同步矢量和峰值。进行了地面冲击测试和-40~oC极端低温高海拔地区实验,结果表明本设计系统的可行性。