高原环境下天幕靶探测电路设计

针对现有天幕靶在高原环境下天空背景主要为蓝光引起的探测灵敏度急剧下降的问题,提出了双光幕探测方案,设计了过幕信号增强电路和程控放大控制电路.采用两套独立的光电转换模块在空间形成重合的探测光幕.当弹丸穿过重合光幕时,两套模块各自独立输出弹丸过靶信号,经信号增强电路进行处理后,提高信噪比、输出有效的弹丸过幕信号.设计的电路经在双镜头天幕靶上使用验证,电路工作可靠,提高了天幕靶的探测灵敏度.     

弹丸着靶坐标测试系统的原理与信号处理电路

分析了4光幕交汇测试弹丸着靶坐标的原理．4个光幕分别由4个大面积光幕靶产生．大面积光幕靶的光源采用发光二极管阵列．接收部分采用PIN红外光电二极管阵列．设计的大面积光幕靶发射部分与接收部分的有效作用距离最大可以达到3m．文中给出了详细的信号处理电路．设计的测试系统用5种轻武器枪弹实弹射击，测试结果与纸靶相比较，其测量误差满足目前枪弹产品检验试验的要求．     

一种光学幕盼眭能测试系统数学建模和软件设计

本文主要对光幕性能测试的探测光幕靶、密集度靶等光幕面内光能分布情况（光强度、一致性、均匀性）系统主要是为研究更大规模的光幕靶和密集度靶提供必要的数据准备和理论基础的。研制出用于的测试仪器。光幕光能量数学模型的建立和光幕性能测试软件是非常重要的。为了了解其功能对光幕发光的情况,利用VisualC＋＋6．0开发工具设计了一个光幕性能测试系统软件,实现了光能分布情况的采集和处理。主要从数学建模及软件设计两部分着重介绍了该系统的设计过程。测试结果表明,基本符合理论分析的光场能量计算公式,为光幕性能测试系统提供了可靠的数据和软件支持,提高了光幕性能测试系统的质量。     

基于大靶面光幕靶30mm口径弹丸速度测试技术

针对室内外全天候条件下用光幕靶测试大口径弹丸速度的需求,本文研究了一种新型大靶面光幕靶.采用红外发光二极管阵列作为发光光源,红外光电二极管线阵列组成接收装置,铝合金型材作为结构支撑架,构建的光幕靶探测区域面积最大可以到3m×1m,探测敏感面长度为1m,且该长度可以任意扩展.文中给出了大靶面光幕靶的光幕结构以及电路的详细设计.用12.7mm,14.5mm以及30mm弹丸进行了实弹试验验证,结果表明:设计的光幕靶能抗炮口火光的干扰,对无曳光或曳光较弱的的弹丸能可靠的工作.对曳光较强的弹丸尚无法测试,文中对该问题进行了分析,提出下一步工作思路.     

基于大靶面光幕靶的两类六光幕阵列测量原理

弹丸着靶坐标和飞行速度以及飞行方向角是外弹道测试中必测参数,本文针对四幕光幕靶和双光幕测速系统的不足,采用六个大靶面光幕靶,构造出了两类六光幕阵列结构.由作者首次提出的六幕光幕靶是文中所提基本结构的变形.所提六光幕阵列能同时完成着靶坐标、速度和速度方向三类参数的同时测试,是一类六光幕阵列的基本机构,其他结构可以通过光幕面的旋转平移得到.文中给出了两种六光幕阵列测量公式的详细推导.提出的六光幕阵列也可以用作自动报靶系统中的传感器.     

激光光幕自动报靶系统的设计与实现

为了解决人工报靶精确度低和存在安全隐患等问题,介绍了一种激光光幕自动报靶系统的设计方案.该系统由激光器和光敏二极管构成激光网络进行弹丸信号检测,以FPGA为核心的信号处理电路对信号进行处理,得到弹着点的坐标和环数.该系统精度高、成本低、安全可靠,具有一定的应用价值.     

激光光幕靶测速系统设计

针对室内外全天候条件下高精度测量弹丸速度的需求,设计了一种新型激光光幕靶.该激光光幕靶采用线性排列的红外激光管阵列作为发光光源,两列平行排布的红外光敏二极管作为接收器件,形成具有两个光幕的双光幕光幕靶.采用主动式光源,该测速系统测试效率高、精度高且不受天气影响,一次测量系统的CPLD数字逻辑电路可计算得到弹丸的两个飞行时间,便于互相比较和对照.野外实弹试验表明,该测速系统灵敏度高,工作稳定可靠,测试数据准确.     

激波压力传感器信号处理电路设计

针对声学靶装置中采用的一种激波传感器．设计了相应的传感器输出信号转换、处理电路,该信号处理电路由电荷放大电路和滤波电路组成。采用运算放大器OPA604设计了电荷放大电路,信号滤波电路采用集成有源滤波器UAF42进行设计。经实弹测试验证,利用该信号处理电路,得到了较好的弹丸激波压力波形。     

光幕靶测量破片群初速的方法

针对计算战斗部杀伤概率和引战配合参数,提出一种六幕光幕靶对战斗部破片群初速进行测量的方法.给出了六幕光幕靶的测量原理.可以通过测量多个破片的飞行速度与飞行姿态角,推导出速度衰减系数.采用多台六幕光幕靶圆形放置,同时参与测试,再根据破片速度衰减公式确定破片群的初速.同时对沿战斗部轴向的破片初速进行了探讨,用其初速分布更准确地表示战斗部的初速分布,讨论了误差影响因素.     

光幕靶光能分布研究及改善

光幕靶靶面光能分布的均匀性是影响弹丸测速精度的一个重要因素.以单个发光二极管为基础,近似处理后,进行数学建模分析,用代数叠加法推导出整个靶面光能分布公式,从而可得出靶面内任意点的光能量大小.当弹丸穿过靶面内任意一点时,都会遮挡一定的光能量引起接收端光通量的变化.过靶位置的光能量大小和接收端光通量变化大小成正比关系,从而导出靶面内不同位置和接收灵敏度的对应关系.对光幕靶进行一些改进以获得更均匀的光幕,提高弹丸测速精度.实验结果验证了理论的正确性和光幕靶改进的有效性.     

枪弹初速激光测试系统方案设计

叙述了利用激光光幕测试枪弹初速的基本原理,并对激光光幕的形成、测试电路的实现、利用微机进行高精度测速、机械装置的实现等提出了一套可行的方案.在机械装置具有足够高精度的前提条件下,该测试系统能够实现高精度枪弹初速的测试.     

一种用于破片测速的环形光幕装置

针对现有平面形光幕探测装置无法测量任意方向飞行的破片速度问题,本文提出了一种探测幕面为环形的光幕测速装置构建方法.设计同圆心环形光源阵列与环形接收阵列,形成等间隔的2个圆柱形探测光幕面,准确测量任意方向飞行的破片速度.设计的装置中每个接收器件所接收的光照度值一致,消除了传统平面形光幕边缘光能量衰减的缺陷.结合现有光幕实现方法验证了测试方案的可行性,可有效探测任意方向飞行的破片速度.     

天幕立靶测量模型精确标定方法研究

针对天幕立靶测量密集度参数的测量模型精确标定问题,本文提出了一种室内主动搜索扫描式精确标定天幕立靶光幕平面方程的方法.根据天幕立靶测量原理,采用激光点光源主动搜索光幕方式,确定光幕中心面,配合光栅尺平移台、示波器、专用门型架及双经纬仪等设备,完成了天幕立靶光幕平面方程的精确标定.搭建了2.6 m×1.6 m×2.6 m...     

基于大面积激光光幕的弹丸速度测试技术研究

针对弹道散布范围大或被测飞行物体尺寸大的测速场合,介绍了一种实现大面积有效靶区激光光幕速度测量的方法.采用圆弧柱面反射镜及置于其两共轭点上的半导体激光二极管和大面积光敏器件形成大面积有效光幕区.当高速飞行物体穿越激光光幕时,光通量的变化被转变为电信号并采集到计算机进行数据处理.文中对圆弧柱面反射镜所引起的像差及有效光幕区内的光功率密度的分布进行了建模分析;利用有效光幕区为900 mm×900 mm及500 mm×500 mm的系统分别对5.6 mm弹丸穿越动物及某大口径弹丸的速度进行了测试,并给出了试验波形及测试数据.试验表明,该测速系统具有有效光幕区面积大、灵敏度高、响应速度快、工作可靠的优点.     

电子调速装置的动态测试系统

本文通过分析某电子调速装置的电路原理、环境特点和动态测试要求,提出了电子调速装置的在线动态测试方案,并设计出以人工控机、ADC0809数据采集模块、DSP高速数字信号处理单元及电压、电流和温度智能式传感器为主要硬件的动态测试系统,采用信号仿真、动态测试和串行接口等技术,实现了电子调速装置的在线动态测试及故障诊断.使用表明,该系统采集数据、信号处理和故障诊断准确,功能和动态测试能满足电子调速装置的技术保障需求,具有良好的操作性和可扩展性.     

大靶面光幕靶中发光二极管阵列线光源的设计

采用发光二极管阵列构造线了一种大尺度线光源．文中分析了发光二极管阵列光源能量在空间上的分布,用光照度计实测能量分布数据．以二维坐标给出了能量平面分布图．设计的线光源满足大靶面弹丸测速光幕靶的要求,文中给出了在光幕靶接收器件处阵列线光源光能量的计算公式．实验验证了分析的正确性．     

一种光幕测速信号的图像处理技术

在光幕靶精密测速系统中,提出了一种基于图像处理算法的信号处理技术,消除随机噪声对光电探测信号的干扰,从而可以精确荻取物体通过前后两光幕靶的间隔时间.该技术将间隔时间的计算转换为图像中目标物体尾部位置的计算.首先去除孤立点、毛刺等图像缺陷,得到只有一个连通区的图像,再用图像面积除以平均宽度计算物体的长度,求出对应的尾部位置.从前后光幕图像的尾部位置分别得到了物体通过前后两光幕靶的准确时间,两者相减最终得到间隔时间.实验表明系统采用该处理技术能够精确荻取间隔时间,实测的速度数据稳定、有效,测量精度可以达到0.05%.     

基于光幕靶的亚音速弹和预制破片速度测量算法

针对亚音速弹和预制破片的速度测量,本文基于光幕靶和数据采集卡组成的弹丸测速系统,研究了一种弹形信号识别算法和测量结果处理算法.对亚音速弹,算法依据分拣电平和信号时间宽度大小,能很好地识别出弹形信号和冲击波信号;对预制破片,算法依据过靶信号脉冲宽度与两靶输出信号的时间间隔,识别出预制破片的过靶信号.通过对弹形信号的相关分析处理,即得到弹丸穿过两个光幕的精确飞行时间,进而确定出弹丸速度.经实弹射击验证,算法准确有效,满足靶场测试要求.     

大面积平行光幕弹着点测试系统

研究了基于平行激光幕大面积弹着点坐标测试方法.以半导体激光线发生器为光源,用长焦距消球差的柱面菲涅耳透镜形成平行激光幕单元,通过多个平行激光幕单元的无缝拼接可形成大面积靶面.由于平行激光幕单元内沿宽度方向通量密度呈高斯分布,一定直径的弹丸通过光幕的不同横向位置时探测器获取信号不同,因此可根据信号的幅值来细分平行激光幕单元宽度范围内弹着点的位置.通过口径为7.62mm的实弹射击试验验证了细分方法的可行性.结果表明了该系统有足够的灵敏度能获取小目标的过靶信号;在10 m长靶面的试验系统中测量坐标值与弹孔测量坐标值差值的标准差为5.16 mm.     

程控相关噪声发生器的研究

本文介绍了为测试鱼雷自导系统相关门限而设计的程控相关噪声发生器，给出了电路组成，阐述了工作原理及工作特点。程控相关噪声发生器可与微型计算机接口，也可独立运行，具有较高的相关噪声产生精度和工作稳定度。