风洞在载人航天、探月工程、大飞机、风力发电机、动车组等项目的气动力学性能设计和评估中发挥着不可替代的作用,被各个国家视为重要的战略资源,也被称为“航空航天飞行器的摇篮”。风洞试验是将飞行器模型放置于风洞中,通过在风洞中产生高速气流来模拟飞行器飞行时所受气流的状态。高速气流对飞行器模型产生作用力,通过安装在飞行器模型上的应变片可以实现对飞行器模型所受应力的测量。天平应变信号采集器就是用于采集应变片的输出信号,担负着空气动力试验原始空气动力数据的测量工作,是风洞试验气动力测量的核心装备。因此,本课题的研究具有非常重要的理论和实际应用价值。本文首先根据天平应变信号采集的需求,制定了总体设计方案。硬件设计中,以Zynq-7000系列So C芯片XC7Z020作为主控制器;以LTC1053动态斩波稳零运算放大器构成仪用放大器实现微弱应变信号的调理;采用A/D转换芯片ADS8598S实现模数转换;使用无线网卡RT3070L实现数据的无线传输;引入无线供电技术为整个数据采集系统供电。软件设计上,采用双端口BRAM(Block RAM)实现数据缓存和配置参数的传递;使用AES(Advanced Encryption Standard)加密算法实现数据加密;编写Lab VIEW上位机上实现数据接收和解密。最后,对天平应变信号采集器的性能进行测试,测试结果表明,最大引用误差为0.005%,无线供电部分的输出功率能够满足系统需求,加密算法能够有效提高数据传输的安全性,满足设计需求。