弹丸速度测量系统校准方法研究

给出了国内弹丸速度测量系统常用校准方法,分析了常用校准方法存在的问题及其不合理性。基于数理统计的原理,探讨了用多组无偏、一致、有效的区截装置同时测量弹丸某点的飞行速度,以其速度测量的平均值作为弹丸在该点飞行速度之真值的区截装置的校准方法,并分析了该校准方法的优点。组建了基于光幕靶的弹丸速度测量系统的校准系统,实验和数据处理证明了该方法的可行性,研究结果为定量给出弹丸速度测量不确定性提供了一种行之有效的校准方法。

基于网靶和高速数据采集方法的弹丸速度测量

根据弹丸出口速度测量原理,提出一种基于网靶区截装置和高速数据采集的弹丸飞行速度测量方法。在合理设计放大隔离电路的同时,用数字滤波方法滤除干扰信号,增加测量可靠性,并分析选取相应参数对测速精度的影响,最后通过实弹发射实验验证了该方法可以满足弹丸速度测量的要求。

光电阵列动态扫描式弹丸坐标及速度测量方法

针对组合光幕立靶结构中存在的探测精度低、光幕不均匀、结构复杂以及靶面拼接时易重合且测速困难等问题,提出一种光电阵列扫描式坐标及速度的测量方法。采用两排式的多个红外发光管等间距分布组成的阵列作为发光阵列且多个光电二极管等间距分布组成的阵列作为探测阵列,发光阵列与探测阵列交错排布无缝拼接构成光电阵列坐标靶。系统靶面分别依次点亮红外发光管和选通光电二极管且以此循环工作呈动态扫描状态。模拟实验表明,x轴和y轴实际测量误差分别为1 mm和1.1 mm,系统的速度实验最大误差为0.13 m/s,表明光电阵列动态扫描弹丸坐标及速度测量方法可行。

水下枪弹速度测量误差分析

简要介绍了水下枪弹运动时｛ｘｉ，ｔｉ｝ 数据对的获取方法。分析了弹丸在水中与空气中运动规律的差异，提出了适合于水中弹丸运动的位移—时间回归模型。讨论了弹丸运动速度之标准误差的计算方法，并给出了标准误差之变化规律。

一种新型全光纤弹速测量系统的研制

研制了一种新型的利用激光光束反射原理的全光纤弹速测量系统。该系统采用了全光纤结构和光纤耦合器等无源器件,以输出光功率1mW, 工作波长1300nm的半导体激光器作为测试系统的光源,用光纤耦合器进行分光,实现了在一根光纤中同时传输光源和接受目标反射的信号光,避免了复杂的调节和准直过程。该系统结构简单、可靠性高,利用它,成功地测量了霍普金森杆发射的子弹速度,结果表明其速度测量相对不确定度小于1%。

红外测速光幕靶改进及测量精度分析

为提高XGK-2002型红外测速光幕靶的测量精度及安装调试速度,提出采用双辅助激光器实现光源和接收精确对准的光幕靶改进方案.在现有红外测速光幕靶工作原理及结构基础上,对光源和接收对准中存在的问题进行了探讨,分析了其影响.提出了在光幕靶两端分别设置一激光器实现对准的光幕靶改进方案,并从测时误差及靶距误差两方面对改进后测量精度进行了分析.结果表明,改进后的光幕靶可快速、直观的实现光源和接收的对准,测试精度及安装可靠性提高,改进后测速精度可达到1‰.

基于ARM和FPGA的弹丸测速系统设计

设计了一种基于ARM处理器和现场可编程门阵列(FPGA)的弹丸测速系统。充分利用FPGA的高速并行处理能力,进行多路触发电平的捕获,利用ARM进行逻辑控制与数据存储交互。实验结果表明:系统测速的精度在2%以内,满足实际工程应用的要求。

原向反射式大面积三角形探测光幕灵敏度分布

分体式大靶面测试系统的探测光幕灵敏度直接影响飞行弹丸速度测量的精度。可在散布不大的情况下,使用反射膜与激光器代替矩形大面积测试系统中的人工光源,简化测试系统。对新建的三角形探测光幕的灵敏度进行了分析,综合考虑激光器在不同传播距离处的光强度衰减、空间的非均匀性分布及反射膜逆反射系数和镜头离轴效应等因素,采用数值仿真和实弹试验的方法,将同一弹径的弹丸穿过光幕不同位置时的灵敏度等效到同一基准点进行归一化分析。结果显示,镜头离轴效应对灵敏度影响最大,激光器空间非均匀性分布影响最小。在3.5 m×2 m(宽×高)的直角三角形探测光幕区域进行实弹试验,其结果与仿真结果一致,距镜头越近,灵敏度越高;反之越低。研究结果可为类似原向反射式大面积探测光幕的工程设计提供参考。

大靶面探测光幕灵敏度分析与修正

为了解决室内10 m×10 m大靶面探测光幕灵敏度分布不均匀的问题,研究了镜头光幕探测传感器灵敏度分布规律。依据镜头式光度学理论,分析了影响光幕探测灵敏度的主要因素,建立探测灵敏度数学模型,获得幕面内不同位置的弹丸过幕信号幅值变化趋势。最终提出了灵敏度修正方案,通过改变光幕靶不同位置光源的发光亮度,来实现探测幕面内灵敏度分布均匀化。修正后的探测光幕采用气枪弹验证可知,灵敏度能满足大靶面灵敏度均匀化要求。

虚拟仪器和PCI总线在光测弹速中的应用

针对在靶场弹丸速度测量中基于单片机与VC++的测试方法存在的编程复杂、采集速度慢和精度低等问题,提出了基于LabVIEW虚拟仪器软件和PCI总线技术的测量方法。它利用LabVIEW软件具有友好的人机界面、简易快捷的图形编程技术等特点,再配以基于PCI总线技术的凌华PCI-9810高速数据采集卡,解决了在弹丸速度信号测试中采集速率的问题和调试软件的复杂度问题。基于该技术构建的新型弹丸速度信号测量系统实现了对7.62mm弹丸速度信号的采集和处理,并获得了相应的实验过靶波形和速度值。与其他测试方法相比,具有可靠性高、操作简单,精度高等优点,非常适合应用于靶场测试。

天幕靶测速系统改进设计研究

简述了利用常规天幕靶测量弹丸运动速度的方法及在用于双头弹、连发弹速度测量中存在的问题,提出了一种在现有天幕靶基础上进行改进设计的方法,用信号采集卡代替天幕靶中的电子计时仪,并编写相应的信号处理软件,直接对天幕靶采集到的弹丸过靶信号进行分析处理,提取出信号的时间间隔。实验结果表明该方法可以准确测量出双头弹、连发弹的弹丸初速度。

XGK-04型广角天幕靶

提出了一种广角天幕靶设计方法,改进了原来天幕靶的光学结构,在采用同样的光学镜头和光电接收器件条件下,视场角增大到40°,采用双镜头拼接,整机视场增大到80°。该装置可以用来测试弹丸末速,作为较大靶面的触发装置,为其他弹道测试仪器提供同步信号。经实弹射击验证,设计的广角天幕靶性能稳定、可靠,测试误差满足靶场测试中对弹丸速度测量要求。