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.     

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.     

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.     

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.     

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。     

振动传感器温度响应的激光绝对校准

介绍了将激光测振技术应用于振动传感器温度响应测试中，从而实现高精度绝对校准的原理、方法、装置和不确定度分析。     

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.     

1等标准光滑圆柱环规检测装置

本装置是在具有高精度导轨的SIP三坐标测量机上架设激光干涉仪作为测量标准器，利用电感测微仪作为瞄准器，使测量可以直接溯源到激光波长，实现了1等标准光滑圆柱环规的高精度测量。装置对φ50mm标准环规直径测量的不确定度达到70．15μm。通过与瑞士国家计量局和国家计量院的比对测量证实，无论在国内还是国际环规测量方面，该装置已达到先进水平。     

一种改进的激光光幕测速系统的设计及应用

弹丸速度测量的过程中,针对基于计算机与采集卡式的光幕测速系统的操作复杂的问题,提出一种改进的激光光幕测速系统。系统采用比较/整形电路把信号转化为矩形脉冲信号,并通过STM32单片机对脉冲信号进行输入/捕获得到两个脉冲信号的上升沿时间差,最后根据设定的靶距由速度公式计算得到弹丸速度,并将结果经无线发送到终端设备,以便于实时地存储和查看数据。同时,对系统的各个部分的设计进行系统地阐述,并利用该系统对口径7.62 mm子弹完成速度测试实验。实验结果表明:该设计不仅简化操作步骤,而且测试精度高,与传统的带有高精度计时仪的通靶相比准确度可达0.2%。     

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．     

图像式激光标线仪校准装置及校准方法的研究

介绍了图像式激光标线仪校准装置的结构、软件功能及校准方法。该校准装置在高精度经纬仪水准仪检定装置基础上增加软硬件装置,采用数字图像处理技术实现了激光标线仪的快速、高精度校准,解决了激光标线仪传统校准装置存在的占地面积大、准确度值较难量化及人为因素影响大等问题。     

一种新型大尺寸长度校准装置的研制

介绍了一种新型的大尺寸长度校准装置,该装置解决了激光干涉仪等高精度大尺寸长度测量仪器的实验室校准与溯源问题.通过采用三路相干光进行测长,根据两辅助光路与主光路的测长偏差计算阿贝角,实现了阿贝误差的实时补偿.利用标准双频激光干涉仪测试了阿贝误差的补偿精度,35 m测量范围内的比对误差小于±3μm.测量精度达到了单光路同轴测量的水平.     

弹丸初速激光测定系统研究

本文对多普勒雷达测速、天幕靶测速和激光测速的原理进行了对比分析,详述了以89C52单片机为核心的新型激光初速测定仪原理、电路设计和火炮初速推算方法.同时,围绕影响测试精度的因素进行了分析探讨,确定了测定各种火炮初速所需的靶距和第一靶距炮口的最小距离.     

高精度低峰值冲击加速度绝对法标准装置的研究与建立

介绍建立的一种高精度低峰值的冲击加速度标准装置,该装置利用空气轴承支撑的两根金属棒间的机械碰撞来产生冲击加速度激励,利用外差式激光干涉仪测量碰撞过程中的机械位移量,按照ISO国际标准推荐的算法,结合虚拟仪器技术精确复现冲击加速度物理量,从而实现加速度计的冲击绝对法校准.实验数据表明,该标准装置在冲击加速度峰值小于5000m/s2范围内,测量结果扩展不确定度小于1％(k=2),并且与绝对法振动校准结果比较的En值小于0.1.     

阿秒时间抖动的全保偏掺铒光纤激光器

近年来，超稳光生微波和远距离时频同步等高精度、高速科学研究对低噪声飞秒光纤激光器具有迫切的需求。为实现低时间抖动噪声的激光种子源，基于“光积木”结构，设计并搭建了一台重复频率为100 MHz的全保偏掺铒锁模光纤激光器，“光积木”结构可以有效地抑制激光器的机械噪声和重频漂移。采用平衡光学互相关技术，首次从全保偏锁模光纤激光器的出射脉冲中直接进行了高精度的时间抖动测量。该激光器在傅里叶频率10 kHz至1 MHz的积分区间内，积分均方根时间抖动仅为98.36 as。     

地面三维激光扫描仪距离校准装置及测量不确定度评定

距离测量结果的准确度是衡量地面三维激光扫描仪测量精度的重要技术指标.采用精密气浮导轨、高精度全站仪以及标准靶球建立了三维激光扫描仪距离校准装置,实现了室内80m范围该类仪器的绝对测距和相对测距能力的校准测试,并对校准结果进行了不确定度分析.     

基于转镜的激光照明系统设计及实验研究

为了实现区域内快速运动微小目标的激光辅助照明,提出了利用转镜与点激光器组成扇形激光辅助照明系统的设计方案.详细论述了转镜面数、外接圆直径及转速与激光照明光幕的关系.给出了该激光照明系统下目标被照亮部分的平均激光功率密度与点激光光源功率、激光扫描速度、点激光发散角、相机曝光时间和目标与激光光源距离之间关系的计算公式.仿真...     

二维光幕破片动能测试系统设计

针对飞行破片目标多、速度快、体积小以及测试环境中光强高、电磁干扰强的测试难点,设计一种非接触式的二维光幕破片动能测试系统。系统以现场可编程门阵列(FPGA)作为核心控制器,利用高精度ADC与NAND Flash存储器采集并存储相互正交的光幕传感器的输出信号,并将数据通过USB接口回读到上位机进行分析,提取出破片的速度与体积信息,进而得到破片的动能。最后通过气枪弹实验对系统进行测试,结果表明:该方案解决传统一维光幕测试系统只能测量旋转对称破片动能的问题,利用二维正交光幕有效地测量非旋转对称破片的动能信息,具有一定的实用价值和应用前景。     

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.     

激光干涉仪非线性的测量

激光干涉仪和高精度位移传感器的非线性一般为1～5nm,为了对这样的非线性进行测量,必须使用高精度测量方法,并建立高精度测量装置。文中描述了高精度拍频法布里 珀罗激光干涉仪,和利用它对工业激光干涉仪的非线性进行的测量实验。测量范围大于1.3μm,测量不确定度约为2nm。