激光光幕中心位置检测系统

对于利用激光光幕对破片及弹丸进行非接触式速度测试系统,精确测量靶距是提高测速精度的关键。为了精确测量激光光幕测速系统靶距,设计一种基于与光幕等宽狭缝窗光电探测、ATmega16实时采集显示的激光光幕中心位置检测系统。利用激光光幕光幕厚度方向上的光强以高斯分布的形式从中心向外衰减的特点,实现光幕中心位置的精确显示,辅以激光跟踪仪测量激光光幕测速系统精确靶距。测试结果表明,该系统可用于检测1mm宽激光光幕的中心位置,最小分辨率可达8μm,为激光光幕测速系统提出一种新的靶距精确测量方法。     

利用PCI9052接口芯片设计的弹丸测速卡

弹丸速度测量及其数据处理对靶场实验非常重要。对弹丸速度进行可靠的采集和分析、处理,是武器设计的基础。本文介绍了一种基于PCI总线的弹丸速度的数据采集与处理系统,并详细介绍了系统的硬件结构和PCI数据采集卡及其驱动程序的设计。     

声光复合探测的弹丸位置测试方法研究

针对现有声学测量装置无法测量弹丸沿任意角度入射时的速度和空间位置坐标,且存在着较大误差的问题,提出了一种采用天幕靶配合声探测器测量弹丸位置参数的测试方法。通过分析声探测器所接收到激波时间,结合弹丸的过靶时间以及各个探测器空间位置信息,构建弹丸入靶参数解算模型。应用建立模型仿真分析,声光复合探测的着弹点误差率x方向低于2%,z方向低于1%。实验结果表明,对斜入射的任意速度的弹丸,基于声光复合探测的弹丸位置检测模型具有较高的精度。     

一种X光幕枪炮口初速测量装置

枪炮发射时,枪炮口常常产生大量的炮口烟焰,电磁发射过程中还会产生大量的等离子体团,所以普通的弹丸测速方法不能直接在后效区内进行初速测量.为了有效克服枪炮口的强烈火焰环境,准确捕捉弹丸过靶信号,提出了使用X射线光幕靶在后效区内测弹丸飞离炮口瞬时速度的系统方案,阐述测速系统的结构图,并且给出测速系统各个模块的设计原理和功能,通过室内靶道实验,X射线可以有效的穿透炮口烟焰,捕捉弹丸过靶信号,验证实验系统具有可行性.     

高速弹丸测量的激光触发装置可靠性分析

介绍了高速弹丸测量的激光触发装置的工作原理，从变压器二次侧值的设计、激光光源的稳定性和放大电路滤波3个方面对高速弹丸测量的激光触发装置工作可靠性进行了具体的分析。在分析基础上结合多次实验结果，指出了造成激光触发装置工作不稳定的根本原因，并且根据这些原因提出了相应的解决方法，最终结果通过了实验验证和分析，实验结果表明经过相应调整后的激光触发装置可以稳定可靠的工作，并可以为其他的测试设备提供稳定可靠的触发信号。     

B探针测速及基于激光方法的精度研究

该文对B探针的电磁感应原理进行分析,指出使用B探针测量电枢通过其位置的时间存在一定的误差。分别介绍了用B探针和激光测量电磁轨道炮电枢膛内运动速度的原理,搭建了响应快、精度高的激光测量电枢位置系统,设计了B探针和激光两种测量电枢速度的对比实验,通过实际发射实验,获得一定的实验数据,对激光测量电枢通过时的信号波形进行分析。对激光测量电枢速度的不确定误差进行分析和计算,以激光测量电枢速度为基准,对B探针测量电枢速度进行精度计算,获得了B探针测量电枢速度的精度。通过实验分析,研究结果在工程应用上具有一定的参考价值。     

窗函数在数字滤波器设计中的应用

光幕靶和天幕靶是以光电技术为基础,进行弹速和弹丸飞行偏、倾角的测量以及着靶位置的非接触测量方法。近几年国内研制的非接触立靶测试系统均在仪器不存在运动的状态下工作,若将立靶系统放在以一定速度运动的活动车上,由于震动等原因,立靶输出较大的噪声信号而无法工作。本文针对振动噪声这一问题,给出了在MATLAB环境下,用窗函数法设计FIR滤波器的过程和设计实例。仿真结果表明,设计的FIR滤波器的各项性能指标均达到指定要求,实现对震动噪声的有效抑制,解决车载立靶的震动噪声问题。     

单级同步感应线圈炮结构参数研究

针对单级同步感应线圈炮系统中影响弹丸速度和系统效率的主要因素——驱动线圈和电枢的结构参数、电容器的电容和放电电压以及电枢的触发放电位置,笔者对不同结构参数的单级同步感应线圈炮物理模型进行有限元分析与仿真,得出各项结构参数对弹丸速度的影响规律,提出了一组最佳的结构参数并根据优化的结构参数进行了发射实验。仿真和实验结果均表明该结构参数可以有效地提高弹丸速度和系统效率。     

自适应天空照度天幕靶系统

针对天幕靶弹丸过靶信号幅值易受天空照度影响,提出了一种基于光电转换原理的自适应天空照度天幕靶系统。系统以天空背景光作为系统光源,采用大口径光学透镜、狭缝光阑、光电探测器及相应光学结构构成天幕靶光学系统。根据天空亮度变化与转换电路输出电平成线形关系,设计了一种自动增益控制信号调理电路,可将弹丸过靶信号稳定在一定范围内,避免弹丸过靶信号饱和。多次试验结果表明,该系统使用方便、稳定可靠,能够很好地实现自适应天空照度,在1.2m弹道高度处,用5mm弹丸过靶信号幅值稳定在1.7~3.1V以内。     

利用虚拟靶标检测方法测试轻武器射击速度的研究

为了提高虚拟靶检测方法的准确性,本文基于时间-位移变换法分析了虚拟靶检测技术.在研究四光幕法测试弹丸射击速度的基础上,采用激光源对光幕进行了改进设计.该方法提高了系统的抗干扰能力,从而更适合在恶劣的工业环境下使用.根据该方法研制的测试系统利用45°棱镜无漫射光的特点,形成大面积高质量光幕,结合嵌入式与虚拟仪器技术,使得系统操作使用直观、方便.同时将有序聚类法与样条函数法结合,提高虚拟靶检测方法的准确性,可应用于轻武器射击速度的精确测定.     

阵列式破片速度及飞散特性一体化测量系统

针对常用破片速度及飞散特性测量方法存在的问题,开展了破片速度及飞散特性一体化测量方法的研究,设计了一种阵列式破片速度及飞散特性一体化测量系统。测量系统以断通式梳状靶为阵列单元组建测量靶,基于多路同步计时方法,得到破片飞行时间与着靶位置,结合相关测量原理,获得破片速度与飞散特性。开展了验证试验,结果表明：该系统能实现破片速度及飞散特性的一体化测量,在破片飞散特性测量上,与人工统计的结果相比,破片捕获率及分布密度测量精度都至少提高了3%,飞散角测量误差低于5%,验证了测量系统可行及测量结果可信,为破片速度及飞散特性的一体化测量提供了一种有效的测量手段。     

车轮热轧轮胚尺寸激光测量系统的研究

采用激光测量和视觉测量相结合的方法设计了车轮热轧轮胚尺寸激光测量系统的硬件结构和测量方案,设计了系统的靶标标定方法,并针对高温状态的曲面尺寸进行了测量实验。通过分析实验结果,得到测量系统对于常温状态下车轮轮辋相关尺寸单次测量的标准差分别为0.3865mm、0.1862mm和0.1561mm,20~1000℃热态测量时,测量结果的标准差为0.0390mm。     

多级磁力线重接炮的控制与速度测量

重接炮是利用磁力线重接而对弹丸产生推力的电磁发射形式.多级重接炮的关键就在于各级能量的有序释放.本文介绍了重接炮的工作原理,设计了一套多级重接炮的发射控制方案和速度测量系统.以一个自制的三级重接炮系统为基础,实现了其系统控制和速度测量,获得了发射过程中的速度数据及其曲线.对本系统而言,当储能电容器组充电电压为3500 V时,160 g弹丸的发射速度可达24.991 m/s.     

激光平面测量系统的研究

介绍了一种可用于精密平面测量的新方法,以柱面透镜产生的激光平面作为基准平面,凭借激光平面的稳定性进行系统的精密测量。先利用激光平面产生系统将点光源变成线光源,即把线状光束变成光平面,位置敏感元件PSD安装在被测平面的测量靶上。测量靶一边移动,PSD一边拾取激光平面信号,经放大滤波、A/D转换、单片机（MCU）数据处理后,将结果输送到显示屏（LED）。     

八点线式声学立靶弹着点检测系统研究

根据空气动力学理论,提出了一种八点线阵式弹着点坐标检测系统。利用超音速弹丸在空气飞行中产生的激波到达传声器的时间差,建立数学模型,配合放大电路和信号采集系统,计算得出弹丸经过靶面的坐标位置。本系统经过实弹试验检测,测量精度高,能提高部队训练效率,节约国防开支。     

多谱线TDLAS测温中谱线选择的实验研究

采用可调谐半导体激光吸收光谱技术,利用两条谱线可以测量激光路径上的平均温度。在利用多条谱线测量激光路径的平均温度时,测量的精确度主要受制于测量信号的离散程度以及谱线低能级能量的分散程度。利用中心波长为1392.5 nm(7181.32 cm~(-1))的激光器快速扫描4条H_2O的波数为7182.950、7182.209、7181.156、7179.752 cm~(-1)的吸收谱线,研究了不同的谱线组合方式对激光路径平均温度测量精密度的影响。实验结果表明,进行谱线选取时,通过依次去掉一条谱线并计算其余谱线测量标准偏差的结果,能够快速反映出被去掉谱线对温度测量精确度的权重。通过谱线选择,测量得到的路径上平均温度的标准偏差小于20 K。     

基于LabWindows/CVI的内弹道测试软件系统的设计

枪膛压力和弹丸初速度是衡量武器性能的重要指标,同时也是内弹道学所要研究的重要技术指标参数.传统的测试系统已经不能满足现代内弹道实验的要求,尤其是弹道测试软件的不足已经成为完成实验的障碍.将虚拟仪器技术与VXI总线平台相结合,实现了内弹道测试软件系统的设计.本文介绍了系统工作原理、硬件构成,重点阐述了软件的设计和实现过程.实验证明,该软件系统数据处理能力和图形显示功能强大,提高了实验数据的精确度.     

基于圆锥曲面斜入射弹着点声学检测模型

目前，声学精度靶测量时，一般都要求射击弹道线和靶面垂直（交角≤0.25°），否则会带来系统误差。实际测量中，通常很难保证弹道线垂直于靶面。基于激波理论，在三维空间中建立弹丸激波圆锥曲面数学模型。根据激波曲面掠过传感器阵列的时间差，提出了一种针对弹丸斜入射时的弹着点定位模型。该模型在三维空间中求解弹着点坐标，以及弹道线的俯仰角α和水平角β。利用该数学模型进行仿真研究，实验结果表明，该定位模型在斜入射时具有较高的精度。     

磁阻发射器结构参数与时序控制分析

为了获得较高的弹丸出口速度，研究了磁阻发射器对弹丸的作用规律，首先通过不同长度弹丸在不同匝数线圈下的速度仿真计算，表明长度一定时弹丸出口速度和动能随线圈匝数增大先增后降，弹丸越长其最大速度对应的线圈匝数越多，匝数相同时弹丸出口动能随着弹丸长度增大而增大；接着在线圈匝数和弹丸直径和长度一定的情况下分析了弹丸出口速度与线圈放电时序、回路电阻的关系，发现放电时序一定时弹丸出口速度随回路电阻增大先增后降，并最终获得了弹丸最大出口速度时的放电时序和回路电阻；最后通过仿真计算与实验结果对比，表明二者吻合较好，验证了弹丸出口速度随放电时序的变化。     

驱动线圈结构参数对磁阻发射器发射性能的影响

弹丸出口速度是衡量磁阻型线圈发射器发射性能的一个重要指标,研究发射器参数对弹丸出口速度的影响有较大意义。利用Ansoft有限元软件仿真分析了单级磁阻型线圈发射器的动态工作过程,研究了驱动线圈长度和层数对单级磁阻型线圈发射器发射性能的影响规律。结果表明,存在最佳的驱动线圈长度和层数,使弹丸出口速度达到最大;改变驱动线圈层数比改变驱动线圈长度对提高磁阻型线圈发射器的弹丸出口速度更有效,研究结果将为多级磁阻型线圈发射器设计提供指导。