基于光电阵列的微型弹体测速

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基于激光探测技术的小型化弹丸测速系统_毕业设计论文

基于激光探测技术的小型化弹丸测速系统1 绪论弹丸速度是弹丸运动特性的一个重要参数，是衡量武器性能的基本参数，也是为射表编制和内弹道研究必须提供的数据。

区截装置测速法是现代靶场中弹丸测速的普遍方法。

1．1 弹丸测速技术研究的意义在武器系统的研制、定型、生产质量控制、产品检验以及弹道学理论的研究中，都需要测定弹丸的飞行速度。

弹丸飞行速度是弹道特性的一个重要参数之一，也是枪炮，火药生产研制的一个重要技术指标。

弹丸速度的大小与弹丸发射条件及过程有关，也与弹丸本身的物理参数、气动参数和气象参数有关，它是衡量枪炮特性和弹道特性的一项重要指标。

利用这项指标，可以描述作用在弹丸上的力和力矩随马赫数的变化以及射击时伴随枪炮及弹药的一些物理现象，可以确定武器弹药系统的弹道特性、选择装药和普遍地检验枪炮、火药和弹药工厂的产品。

因此，在武器系统的研制、定性、生产质量控制、产品验收，以及整个弹道学理论和其他一些理论的研究中都需要测量弹丸的飞行速度[1]。

虽然目前弹丸测速技术已经比较成熟了，但是随着目前国防对各种类型高速射击武器的不断需求以及武器研制和生产水平的不断进步，各类射击武器的研制和产厂家越来越突出其出射弹丸的高速性能，因此在对各类射击武器的定型和生产中对弹丸速度的高精度测量也提出了越来越高的要求。

可见对于弹丸测速技术的进一步研究和改进，把目前一些新方法和新技术运用到弹丸测速技术之中，提高弹丸测速的精度和稳定性仍然有着重要的意义。

1．2 弹丸测速技术国内外的发展与现状自1742年，英国实验弹道学家罗宾斯发明弹道摆，第一次提供弹丸速度的测量方法以来，人们对弹丸飞行速度的测量进行了大量的研究，发明了许多较为成功的方法，19世纪中期，由于火炮发射技术的进步，弹丸速度的不断增加，对弹丸速度测定精度要求也愈来愈高。

这样，客观上促进了弹丸速度测量技术的发展，电械测时仪、布朗节测速仪是这一期间应用较为广泛的两种测速方法，特别是，布朗节测速仪大大提高了弹丸测速精度，使人们对空气阻力有了更深刻的认识，可以说是弹丸速度测量方法的一次重大革新，这种测速方法在我国普遍采用，直到60年代才开始被新的测速方法取代[2]。

基于激光扫描法测量弹体直径的研究

基于激光扫描法测量弹体直径的研究作者：朱贺张文豹冯进良李睿郑明珠来源：《数字技术与应用》2012年第10期摘要：传统的弹药弹体检测一般采用机械式接触测量，但测量速度和精度都受到外界条件的制约。

随着生产与科学技术的迅速发展，对检测的精度和效率提出了越来越高的要求。

基于此种原因，我们在光电测量方法的基础上进行研究，通过对激光扫描测量法的改进，完成了对弹丸直径的快速精确测量。

并对可能产生的误差进行分析。

关键词：弹体直径激光扫描法误差分析中图分类号：TG83 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）10-0091-021、引言检测技术是保证产品质量的重要手段，其水平高低已成为衡量一个国家科技水平的重要标志之一。

产品的竞争实质上是质量的竞争，而产品质量的提高，除设计与加工精度的提高外，往往更有赖于检测精度的提高。

生产自动化程度的发展，产品数量的增长，在一定程度上也受到检测效率的制约。

对于军事工业而言，弹药弹体检测技术是关系弹体生产质量的重大关键性技术，随着新型武器的研制与科学技术的迅速发展，对检测的精度和效率提出了越来越高的要求。

因此，提高检测精度和检测效率是检测技术的主要发展方向。

传统的弹药弹体尺寸检测是采用手工测量方法，即将游标卡尺卡在弹体尺寸需要检测的位置，通过人工读数来判断弹体尺寸是否合格。

这种手工测量方法，不仅费时费力，并且精度不高，满足不了现代生产自动化的需要。

长期以来，国内外学者对弹体直径测量进行了大量的研究，但是在大直径尺寸测量方面一直没有理想的方法和仪器出现，尤其在机械加工行业中，大直径尺寸的精密测量尚未得到很好解决。

用现有的或大型千分尺进行测量既费时又达不到精度要求。

所以，进行精确的大直径工件几何尺寸测量研究的意义十分重大。

2、硬件条件限制分析当被测弹药直径尺寸跨度较大时，无论怎样改进系统结构，光学系统中的镜片尺寸都会很大，其结果是：不仅镜片加工困难，而且像差很大，因此测量误差很大，无法保证测量精度。

微小型弹载图像采集系统设计

ｔ１６
传感器与微统（ＴｒａｎｓｄｕｃｅｒａｎｄＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）
２０１５年第３４卷第３期
ＤＯＩ：１Ｏ．１３８７３／Ｊ．１０００－９７８７（２０１５）０３－－０１１６－０４
ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇａｒｅｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ，ａｎｄａｃｑｕｉｒｅｄｉｍａｇｅｄａｔａｉｓｄｉｓｐｌａｙｅｄａｎｄｄｅｍｏｎｓ￣ａｔｅｄ，ｒｅａｌ — ｔｉｍｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓａｎｌｙａｚｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍＣｎａａｃｑｕｉｒｅｃｌｅａｒｉｍａｇｅｄａｔａａｎｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｆｒａｍｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃａｎ
微小型弹载图像采集系统设计
陈振宇，李忠新
（南京理工大学机械工程学院，江苏南京２１００９４）
摘
要：为在某大口径枪弹上实现图像数据的采集处理，设计了一种基于ＤＳＰ和ＣＭＯＳ图像传感器的图
像采集系统。介绍了系统的硬件结构、接口电路及程序设计，对采集到的图像数据进行显示验证，对系统的实时性进行了分析。结果表明：该系统可采集到清晰的图像数据，最高帧频可达到３６ｆｐｓ，为大口径枪弹上的图像采集提供了一种可行方案。

基于激光探测技术的小型化弹丸测速系统 (2)

1 绪论1.1 研究背景光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴的检测技术。

它主要利用电子技术对光学信号进行检测，并进一步传递、储存、控制、计算和显示，光电检测技术在国民经济的各个行业中起着举足轻重的作用，无论科学研究、产品质量及自动控制都需要检测，现代光电子技术无接触、无损、远距离、抗干扰能力强、受环境影响小、检测速度快、测量精度高等优越性，是当今检测技术发展的主要方向。

自从激光出现以后，电子学领域的许多探测方法被引入，使测量灵敏度和测量精度得到大大提高；光纤技术的出现，使调制的方法增多，接受更为方便，同时他能进入物体内部，扩大了测量范围，提高了测量精度；CCD固体摄像头的出现，由于它是成像的，又很容易和计算机连接，利用图像处理技术，可以提高测量信噪比，并扩大测量范围，目前他正全面的改造着传统的光学测量法。

目前光电检测抗干扰技术主要应用于靶场测试，而弹丸速度测量是靶场测试的主要内容，弹丸飞行速度是弹道特性的一个重要参数之,也是枪炮、火药生产研制单位的一个重要技术指。

传统的测试方法主要可分为接触法和非接触,接触法包括网靶法、钢板靶法等,非接触法包括圈靶、天幕靶、光幕靶、声靶等测试方法。

接触法往会影响弹道特性,并且不能用作连发测试场合，于接触法测试场合的局限性,目前非接触法的应越来越广泛。

国内靶场主要采用光幕靶和天幕靶，相对而言,光幕靶由于其低价格、高试精度、高可靠性的特点,逐步成为靶场测试系统一个重要的组成部分。

目前国内科研人员已研制出大靶面红外测速光幕靶,已逐步用在国内各个靶场。

此外，参考国内外诸多文献，现有光幕靶在抗干扰方面主要中在抗蚊虫干扰、抗震动干扰、抗外界自然光干扰、抗炮口火光干扰等。

1.2常用测试方法1.2.1线圈靶线圈靶是采用定距测时法测量弹丸运动速度常用的区截装置之一。

要求待测运动体必须是导磁体，线圈靶分感应式线圈靶和励磁式线圈靶两种。

前者需将弹丸事先磁化，当它穿过线圈靶时，造成线圈内磁通量变化，在线圈内产生感应电动势，形成区截信号。

新型全光纤弹速测量系统

新型全光纤弹速测量系统
王翔;王为;傅秋卫;贾路峰
【期刊名称】《工程物理研究院科技年报》
【年(卷),期】2004(000)001
【摘要】探索了一种新型低成本的基于激光光束反射原理的全光纤速度传感器，
并组成了弹丸速度测量系统。

AFOBR测速系统的工作原理如图l所示。

半导体激
光器发出的激光通过光纤引导照射在被测物体的表面并经物体表面反射，部分反射光反射回同一根光纤并传送到光电探测器上产生光电流，光电流的大小与反射光的强度基本成正比，而反射光强是光纤端面到物体表面距离和物体表面反射率的函数。

当子弹到达测量区域时，子弹外径尺寸和弹体材料反射率变化引起光电探测器输出信号的变化，在不同的位置布置同样的光纤传感器，即可进行速度测量。

【总页数】1页(P247)
【作者】王翔;王为;傅秋卫;贾路峰
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TN256
【相关文献】
1.新型均速管流量测量系统的应用 [J], 童家务
2.一种新型全光纤弹速测量系统的研制 [J], 王翔;王为;傅秋卫;贾路峰
3.用于一级轻气炮的弹速激光测量系统 [J], 王翔;王为;傅秋卫
4.紧凑型全光纤内弹道弹速测量系统 [J], 王为;陈宏;王翔
5.基于全光纤干涉的新型光纤长度测量系统 [J], 李楚瑞;王超;肖倩
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基于光电信号转换原理的子弹测速系统

第17卷第4期湖　北　工　学　院　学　报2002年12月Vol .17No .4　Journa l of Hube i Polytechn ic Un iversity D ec .2002[收稿日期]2002-06-20[作者简介]余晓军;1977-ΓΚ男Κ新疆精河人Κ华中科技大学硕士研究生Κ研究方向Π测试计量技术及仪器1[文章编号]1003-4684;2002Γ12-0105-03基于光电信号转换原理的子弹测速系统余晓军Κ王选择Κ谢铁邦;华中科技大学机械工程与科学学院Κ湖北武汉430074Γ[摘　要]研制了一套用于测量弹丸飞行速度的多功能测速系统Κ介绍该系统基于光电信号转换的测速原理、方法与软硬件设计1误差分析表明Κ测速误差小于1.2m s 1[关键词]激光靶Μ速度测量Μ单片机[中图分类号]TN 29[文献标识码]ΠA 枪弹测速不仅可以作为鉴定枪支性能的一项重要的检测手段Κ还可以用来对枪支产品进行出厂检测1本项目的主要任务是确定各种枪支所发射子弹的出口速度Κ从而估算出枪支的杀伤力Κ为枪支进行分类管理及执行任务时的枪支选择提供依据1传统的测量低伸弹道飞行速度的系统Κ主要是接触性测量系统1这些系统不仅精度低Κ而且对外弹道特性有影响1随着科学技术的飞速发展Κ接触式测试系统已经逐渐被非接触式测量系统所取代1由于非接触式测量系统;如光幕靶Κ天幕靶Γ精度高Κ因此在国内外被广泛应用1在非接触测量系统中Κ光幕靶由于结构简单Κ受外界约束条件小Κ抗干扰能力强而倍受青睐11　光幕靶测速原理及系统组成弹丸速度难以用简单的方法进行直接测量Κ常用间接测量方法获得1如在枪炮口前方一定距离设置两靶Κ两靶间距离为d Ψ武器射击时用测时仪测量弹丸经过d 距离的时间t Ψ从而间接获得弹丸在此区间内平均速度v 01光幕靶以此基本测速原理Κ以无形的光幕作为靶面Κ当弹丸穿过光幕靶时Κ造成光幕接收部分光线的变化Κ经过光电转换Κ发出区截信号1用两道光幕靶配合后续处理电路Κ构成测速系统1据上述构思Κ设计并完成的测速系统具有以下功能Π根据靶距的不同而输入不同的长度Κ实时显示子弹速度Κ计算和显示平均速度Κ全部测试工作完成后可根据需要打印各次速度及平均速度1测试系统的结构如图1所示1图1　系统结构图该系统由信号产生和信号处理两部分组成1测试时Κ信号产生部分将光幕光强的变化转变为电压的变化Κ该变化的电压信号经过预处理电路整形Κ产生脉冲信号Κ直接输入单片机的外部中断引脚1单片机记下子弹穿过两道光幕的时间Κ根据两道光幕之间的距离Κ由计算机计算出弹丸的飞行速度12　硬件设计硬件设计的目的是为了实现光电信号的提取和转化1包括两大部分Π光幕信号的产生和接收Κ信号转换电路1211　光幕信号的产生和接收本系统采用激光作为光源1激光作为一种新型光源Κ与其他光源相比有方向性强Κ光亮度极高Κ性能稳定的优点Κ同时解决了以往同类仪器复杂的光源驱动电路设计1为了得到扇形光幕Κ本系统利用一个圆柱透镜Κ使激光扩束为一道很薄的光幕1在接收端Κ用数个串联的光电二极管组成一个线性阵列Κ接收饱和光幕的全部光线Κ选择二极管的参数Κ使二极管阵列导通1当其中任何一个二极管被遮住时Κ变为截止状态Κ整个阵列无电流通过1在二极管阵列两端加电压则二极管阵列就可以把这种饱和截止状态转化为电压的变化1其结构如图2所示1图2　光幕结构图1光电二极管阵列Μ2子弹Μ3圆柱透镜Μ4激光器由于应用的激光光束为可见光Κ其有不必用仪器观察Κ便于安装调试Κ配置方便Κ成本低廉Κ便于日后维修的优点1但是要得到光强均匀、确定范围的光幕Κ必须仔细设计圆柱透镜的曲率半径Κ使扩散后的光幕充满整个框架1还要注意的一点是Κ光电二极管的感光方向性很强Κ在接收端Κ将二极管阵列固定在一弧形部件上Κ使光可以垂直照射到每个二极管上1212　信号转换电路在实际测量中Κ由于采用数个光电二极管排成阵列Κ各二极管的参数不是完全一样Κ实际取出的信号会随着被遮住的二极管的位置的不同而有所不同1信号转换电路主要完成将光幕取出的电压信号变为0V 和5V 两种状态的开关信号;如图3Γ1图3　信号转换电路在转换电路中采用比较器Κ比较器工作时使用单电源供电Κ本电路中取外加电压V cc =5V Κ将U in 和U ref 分别输入负正引脚1调整电位器R 3Κ得到合适的参考电压U ref Κ使当子弹通过光幕瞬间Κ即光被遮住时光电管取出的信号U in 总是大于U ref Κ输出端U out=0V 1无子弹通过时ΚU in 小于U ref ΚU out =V cc Κ即U out =5V 13　单片机的计时及与计算机的通讯单片机主要完成计算弹丸在两道光幕之间的飞行时间以及与计算机的通讯1飞行时间的计算方案如下Π把光幕处理信号U out 直接送至单片机的中断口Κ利用中断子程序对计数器进行启停操作1当弹丸通过第一道光幕时Κ启动计数Κ通过第二道光幕时Κ停止计数Μ根据单片机机器周期T 和计数器所计脉冲个数n Ψ得到弹丸飞行时间t =nT 1其计数示意图如图4所示1单片机和计算机之间采用串行通讯1在测试之前Κ必须对处理电路进行调试Κ通过串行口Κ将处理电路产生的信号通过单片机送入计算机Κ在计算机中利用软件编制的应用程序用虚拟示波器实时显示Κ在有子弹穿过光幕瞬间Κ计算机上显示0V 到5V 的跳变Κ调试完成1测试时Κ由计算机发出指令Κ调试、启动测试、接收单片机数据、计算、显示、打印Κ还可以随时中止测试1该系统实现了一定的自动化Κ操作简单Κ便于推广应用1图4　计数示意图4　软件设计根据设计要求Κ编写控制和计算软件Κ软件系统框图5如示1本系统采用N I 公司的L ab W indow s CV I 软件开发了应用程序ΚCV I 作为开发环境具有以下优点Π1Γ　CV I 的编程技术主要采用事件驱动方式与回调函数方式Κ编程方法简单易学12Γ　CV I 运用:所见即所得Φ的可视化交互技术Κ使人机界面的实现直观简捷13Γ　CV I 对每一个函数都提供一个函数面板Κ用户可以在函数面板上交互式输入函数的各个参数Κ提高了工程设计的效率与可靠性1本系统的软件各模块具有如下功能Π1Γ通讯模块Π用于计算机与单片机串行通讯Κ计算机向单片机发送各种指令Κ接收单片机的数据Μ2Γ调试模块Π用于测试前的系统调试Κ通过软件设计模拟示波器的显示Κ使系统调试容易操作Μ3Γ测试模块Π用于根据输入的距离和时间实时计算出速度Μ4Γ显示打印模601湖　北　工　学　院　学　报2002年第4期　块Π用于显示测量结果Κ并根据用户需求打印测量参数和测量结果15　误差分析由误差传播理论[1]得Π≅∃v v Σ2=≅∃d d Σ2+≅∃t t Σ2.≅1Σ式中∃v Ψ∃d Ψ∃t 分别为弹速v 、距离d 、时间t 的测量误差1由此看出Ψ影响系统精度的主要因素就是距离d 的测量误差和时间t 的测量误差1在d 和t 一定的情况下Ψ可以用高精度的测量器具测量d 及减少计数器的量化误差等来减小∃d 和∃t 1根据文献[2]有关测量数据Ψ表明当d =5m 时Ψ距离误差∃d 约为6.665mm 1由于本系统采用单片机计时Ψ根据前面分析Ψ选择单片机的晶振频率Ψ可以使测时误差在1Λs 左右Ψ取∃t =2Λs 1由以上数据Κ靶距相对误差为0.133%Κ时间的相对误差为0.032%;假定子弹初速为800m s ΓΚ由式;1Γ子弹的相对测速误差为0.14%Κ测速误差为1.2m s 1[　参　考　文　献　][1]　毛英泰1误差理论与精度分析[M ]1北京Π国防工业出版社Κ19821[2]　苏建刚1光幕靶测速精度分析[J ]1弹道学报Κ1994;2ΓΠ15-201The D evelop m en t of a Bullet Veloc ity M easurem en t SystemYU X iao 2jun ΚW AN G Xuan 2ze ΚX IE T ie 2bang≅S chool of M ech .E ng in .and S ci .H uaz hong U n iv .of S cience and T echnology ΨW uhan 430074ΨCh ina ΣAbstract ΠA m u ltifuncti onal velocity m easu rem en t system based on p ho to 2electricity conversi on is devel 2op ed .Its M easu ring p rinci p le Κand its hardw are and softw are are p resen ted in great detail.Its erro r isfound to be less than 1.2m s .Keywords Πlaser screen Μvelocity m easu rem en t Μsingle ch i p[责任编辑Π张　众];上接第98页ΓFram e D ev ice and Error Analysis of a 3-D ProbeUsed i n Copy i ng ProcessL I U X in 2b iao 1ΚYAN G L ian 2gen 2ΚX IE T ie 2bang1≅1S chool of M ech .E ng in .and S ci .of H uaz hong U n iv .of S ci .and T ech .ΨW uhan 430074ΨCh ina [2D ep .of M ech .E ng in .ΨH ubei P oly techn ic U n iv .ΨW uhan 430068ΨCh ina ΣAbstract ΠA new 32D p robe m easu rem en t system u sed in cop ying p rocess and p recise m easu rem en t has been develop ed .T he p robe differs from the O p ton th ree 2di m en si on m easu ring head in structu re .Fo lded 2assem b le p arallel sp ring structu re and accessi onal elasticity adju stab le device are u sed .T he p robe has com 2p act structu re and its natu ral frequency can be changed Κw h ich m akes it su itab le fo r cop ying p rocess and coo rdinate m easu rem en t .Keywords Π3D 2p robe Μsen so r Μcop ying p rocess Μerro r analysis[责任编辑Π徐雄立]701　第17卷第4期余晓军等　基于光电信号转换原理的子弹测速系统。

紧凑型全光纤内弹道弹速测量系统

紧凑型全光纤内弹道弹速测量系统王为;陈宏;王翔【摘要】基于光电通讯领域中不断涌现出的高性能与带宽的光电仪器与器件,利用激光光束遮断原理,针对一级气体炮、二级轻气炮及火药炮等动高压加栽手段,开展了内弹道弹速精密测量技术的实验研究,并研制一套紧凑型全光纤激光精密测量实验系统(简称:AFOBB-A11 fiber optical beam breakout).通过百余发实验的工程应用,以及对实验数据的统计处理与分析表明,AFOBB系统完全满足精密物理实验的测试精度及可靠性要求,其速度测量的相对扩展不确定度小于0.8%,精确测量能力涵盖了几十m/s～7.0 km/s的弹速范围.%A set of all fiber optical beam breakout measurement system was designed and used in interior projectile velocity measurement. This system was based on the principle of optical beam breakout and advanced photoelectric technique. More than 100 shots were conducted on the one stage gas gun, two stage gas gun and powder gun. The result analysis showed that this projectile velocity measurement system could meet the accuracy and reliability requirements in precise physical experiments. The velocity measurement measurement extending uncertainty of this system is less than 0. 8％. The velocity measurement range of this system is from tens of m/s to 7 km/s.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2011(032)004【总页数】7页(P723-729)【关键词】内弹道;弹速测量;不确定度分析【作者】王为;陈宏;王翔【作者单位】中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理实验室,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理实验室,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理实验室,四川,绵阳,621900【正文语种】中文【中图分类】TN206引言一级气体炮(简称一级炮)、二级轻气炮(简称二级炮)、火药炮(简称火炮)等作为目前动高压实验研究的重要加载设备,广泛应用于武器物理、地球物理、天体物理以及相关学科的实验研究中。

基于光电信号转换原理的子弹测速系统

后可根据需要打印各次速度及平均速度．测试系统
的结构
式测试系统已经逐渐被非接触式测量系统所取代．
由于非接触式测量系统（光幕靶，幕靶）如天精度高，此在国内外被广泛应用．在非接触测量系因
统．
据上述构思，计并完成的测速系统具有以下设功能：据靶距的不同而输入不同的长度，时显示根实子弹速度，算和显示平均速度，部测试工作完成计全
源驱动电路设计．为了得到扇形光幕，系统利用本
弹丸经过距离的时间ｔ从而间接获得弹丸在此区，
２硬件设计
硬件设计的目的是为了实现光电信号的提取和转化．包括两大部分：幕信号的产生和接收，号光信
转换电路．
［摘要］研制了一套用于测量弹丸飞行速度的多功能测速系统，绍该系统基于光电信号转换的测速原理、介
方法与软硬件设计．误差分析表明，速误差小于１２ｍ／．测．ｓ
的变化，该变化的电压信号经过预处理电路整形，产
生脉冲信号，接输入单片机的外部中断引脚．单直片机记下子弹穿过两道光幕的时间，据两道光幕根之间的距离，由计算机计算出弹丸的飞行速度．

基于光电信号转换原理与单片机的弹丸测速系统

基于光电信号转换原理与
单片机的弹丸测速系统
李威，罗春华，杨臻
（北大学武器装备技术学院，西中山
一
太原
００５）３０１
【摘要】摩托车头盔的质量直接关系着摩托车驾驶和乘坐人员的人身安全，故其质量检测尤为重要。因而设计了套用于测量摩托车头盔检测系统所发射弹丸的出口速度，针对了小型球形弹丸（径：ｍ）度测量困难的特并直５ｍ速
ｔｘｅｉｎｄａｓｔｆｅｕｐｎｓｄｆｒｍｅｓｒｎｈｐｅｆｂｌｔｗｈｃｈｔｒｍｈｔｒｙｌｅｍｅｘｍｉｉｇｓｓｍ．ｏ＇ｅｔｓｇｅｅｑｉｍｅｔｅｏａｕｉｇｔｅｓｅｄｏｕｌ，ｉｈｓｏｏｔｅｍｏｏｃｃｅｈｌｔａｎｎｙｔｄｏｕｅｆｅｅＦｒｔｉｓｄｆｉｕｔｏｍｅｓｒｔｅｔｘｎｒｄｃｄａｋｎｆｍｅｓｒｎｒｃｐｅｂｓｎｃｎｅｔｇｔｅｌｈｏｔｌｃｍｍｕｉａｉｎ，ｉｇｅｓｉｅｓｉｃｌｔａｕｅ，ｅｔｉｔｕｅｉｄｏａｕｉｇｐｎｉｌａｅｏｏｖｒｎｉｔｔｅｏｈｏｉｉｈｇｅｎｃｔｏｓｌｌｃ＇ｎｍｅｈｄａｄｄｓｇｔｏｔａｄａｅＡｃｏｄｎｘｅｍｅｔｄｔｎｒｒａａｙｉｅｉｒｍａｇｎｉｈ．／ｔｏｎｅｉｎｗｉｓｆｈｒｗｒ．ｃｒｉｇｔｅｐｒｎａｅａｄｅｒｎｌｓｓ，ｌｏｒｉｎｔｅ０３ｍｓ— １０ｍｓ，ｏｌｔｌｈｏｉｏ．／ｃｍｐｅｅｙ

基于微小型弹体的姿态控制系统的设计

Ａｂｓｒｃ：ｔａｔＴｈｅａｄｒｐｉｄｅｅｏｍｅｏｍｏｅｎｖｌｐｎｔｆｄｒｗａｆｒｄｍａｄａｒａｅｅｎｓｍｍｕｔｏｗｉｈｉｈｃｕｒｃｎｉｉｎｔｈｇａｃａｙ，ｈｉｈｅｉｉｉｙｎｈｇｇｓｎｓｔｖｔａｄｉｈｒｌａｉｉｙ，ａａｉｎｌｔｙｆｃｎｖｎｔｏｌｍｍｕｉｉｎ，ｉｔｌｉｅｔｒｃｉｎ，ａｔｔｅｏｔｏａａｉｅｉｂｌｔｎｔｏａｓｕｄｏｏｅｉｎａａｎｔｏｎｅｌｇｎｄｉｅｔｏｔｕｄｃｎｒｌｓｎｍｐｏｔｎｐｒｏｉｒａｔａｔｆｔａｒｒｆｏｒｌｙｔｍ．ｔｅｉｃａｈｓｎｍｐｒａｒｌｉｉｒｖｎｇｅｏｍａｃ．Ｍｉｒｈｅｉｃａｃｎｔｏｓｓｅｔｈａｒｒｆａａｉｏｎｔｏｅｎｍｐｏｉｐｒｒｎｅｔｔｆｃｏ—ｂｓｄａｅｍｉｓｌａｔｕｓｉｅｔｉｄｅｔｃｎｒｌｙｔｍｔＦｏｔｏｓｓｅｏＰＧＡａｔｃｒｃｎｒｌｎｉ，ｆｕ－ｑｄｒｎｄｔｃｏｉａｅｄａｋｎｉ，ｓｅｒｎｇｏｔｅｓｈｅｏｅｏｔｏｕｔｏｒｕａａｔｅｅｔｒｓｆｅｂｃｕｔｔｅｉｆｒｈｂａｉｓｃｉｅｅｔｎａｎｃｅｍｐｌｍｎｉｇｇｅｉｓ，ｔｉａｌｒｓｏｒｈｅｉｎａｒｓｏｓｔｔｅｏｐｅｅｆｔｅｅｉｎ．Ａｎｍａｅａｙａｎｃｅｐｅｉｐａｆｔｆｌｅｐｎｅｏｈｃｍｌｔｏｈｄｓｇｔｄｄｍｎｌｕｈｘｒ—

舰载膛内多参数微型弹载记录仪的设计

计算机测量与控制．２０２１．２９（１２）　犆狅犿狆狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾　·１３１　·收稿日期：２０２１１００２；　修回日期：２０２１１１０２。

基金项目：国家自然科学基金（６１９７３２８０）。

作者简介：王　帅（１９９６），男，湖北襄阳人，硕士研究生，主要从事高速数据采集存储与传输、微惯性系统集成方向的研究。

李　杰（１９７６），男，山西吕梁人，教授，主要从事微系统集成理论、惯性感知与控制、组合导航理论等方向的研究。

引用格式：王　帅，李　杰，张德彪，等．舰载膛内多参数微型弹载记录仪的设计［Ｊ］．计算机测量与控制，２０２１，２９（１２）：１３１１３７．文章编号：１６７１４５９８（２０２１）１２０１３１０７ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０２１．１２．０２５中图分类号：ＴＰ４３１．２文献标识码：Ａ舰载膛内多参数微型弹载记录仪的设计王　帅，李　杰，张德彪，江　杰（中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，太原　０３００５１）摘要：针对舰炮高频射击场景以及常规导弹智能化改造的过程中，发射过程膛内不可见的各种关键指标的测量对于整体弹药发射过程的把控以及舰炮耐久极限性能的测量显得极为重要；基于ＩＰＣ传感器、ＭＥＭＳ高精度陀螺仪以及其余传感器，设计传感器阵列采集膛内过程相关数据；记录仪以ＦＰＧＡ为主控芯片，控制多通道高速模数转换实现对舰炮以及制导弹药击发出膛极短过程中关键参数的动态测试，再通过ＳＲＡＭ缓存后写入ｅＭＭＣ存储系统；记录仪实现８路４０ＭＳ／ｓ采样率的模拟信号以及２路数字信号采集，实现２５０ＭＢ／ｓ的数据存储；并且满足５００００ｇ以内冲击过载、１５０００°／ｓ角速率的恶劣环境下动态测试，误差在１％以下，能够满足极短时间恶劣环境下的动态参数测量。

关键词：高速数据采集；ＦＰＧＡ；ｅＭＭＣ；ＣＲＣ校验；ＩＣＰ加速度传感器犇犲狊犻犵狀狅犳犕狌犾狋犻－犘犪狉犪犿犲狋犲狉犕犻狀犻犪狋狌狉犲犕犻狊狊犻犾犲犚犲犮狅狉犱犲狉犻狀犅狅狉犲ＷＡＮＧＳｈｕａｉ，ＬＩＪｉｅ，ＺＨＡＮＧＤｅｂｉａｏ，ＪＩＡＮＧＪｉｅ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＤｙｎａｍｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ　０３００５１，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｇｕｉｄｅｄｍｉｓｓｉｌｅｆｏｒｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｙｆｉｒｉｎｇｏｆｎａｖａｌｇｕｎａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍｉｓｓｉｌｅ，ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｖａｒｉｏｕｓｋｅｙｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｉｎｖｉｓｉｂｌｅｉｎｔｈｅｆｉｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｆｉｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｅｎｄｕｒａｎｃｅｌｉｍｉｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｎａｖａｌｇｕｎ．ＴｈｉｓｄｅｓｉｇｎｉｓｂａｓｅｄｏｎＩＰＣｓｅｎｓｏｒ，ＭＥＭＳｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｇｙｒｏｓｃｏｐｅａｎｄｏｔｈｅｒｓｅｎｓｏｒｓｔｏｄｅｓｉｇｎｓｅｎｓｏｒａｒｒａｙｔｏｃｏｌｌｅｃｔｉｎ－ｂｏｒｅｐｒｏｃｅｓｓｄａｔａ．ＴｈｉｓｄｅｓｉｇｎｕｓｅｓＦＰＧＡａｓｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｒｏｌｃｈｉｐａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｈｅｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎｎｅｌｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄＡＮＡＬＯＧ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｔｅｓｔｏｆｔｈｅｆｉｒｉｎｇｃｈａｍｂｅｒｏｆｎａｖａｌｇｕｎａｎｄｇｕｉｄｅｄａｍｍｕｎｉｔｉｏｎｉｎａｖｅｒｙｓｈｏｒｔｔｉｍｅｐｅｒｉｏｄ．ＡｆｔｅｒｐａｓｓｉｎｇｔｈｅＳＲＡＭｃａｃｈｅ，ｉｔｉｓｗｒｉｔｔｅｎｉｎｔｏｔｈｅｅＭＭＣｓｔｏｒａｇｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｃｏｒｄｅｒｒｅａｌｉｚｅｓ８－ｃｈａｎｎｅｌ４０ＭＳ／ｓｓａｍｐｌｉｎｇｒａｔｅｏｆａｎａｌｏｇｓｉｇｎａｌａｎｄ２－ｃｈａｎｎｅｌｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ａｎｄｒｅａｌｉｚｅｓ２５０ＭＢ／ｓｄａｔａｓｔｏｒａｇｅ．Ａｎｄｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｖｅｒｌｏａｄｗｉｔｈｉｎ５００００ｇ，１２０００°／ｓａｎｇｕｌａｒｒａｔｅｏｆｈａｒｓｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｄｙｎａｍｉｃｔｅｓｔ，ｅｒｒｏｒｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ１％，ｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｖｅｒｙｓｈｏｒｔｔｉｍｅｏｆｈａｒｓｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｄｙｎａｍｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｈｉｇｈｓｐｅｅｄｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ＦＰＧＡ；ｅＭＭＣ；ＣＲＣ；ＩＣＰａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ０　引言近年来，我国国防事业日益强大，走进国防现代化改革的关键时期，其中舰艇是海军的核心力量，在以驱逐舰为代表的各类大型舰艇中，主炮承担主要毁伤与护卫的任务。

子弹测速系统设计

图; 上位机前面板图何立民 D 单片机高级教程 N+OD 北京：北京航空航天大学出版社， !""; 康华光 D 电子技术基础（数字部分）高等教育出版社， N+OD 北京： $%%Q 高稚允，高岳 D 光电检测技术 N+OD 北京：国防工业出版社， $%%G ［收稿日期： !""GDQD0$ ］
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上位机前面板设计为了满足不同的控制功能，上位机的操作前面板必须具备
图0 子弹测速程序流程图
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结束语试验表明，本文给出的基于光电转换原理的子弹测速系统，
具有成本低、结构简单、使用方便、可靠性高等特点。可用于枪支使用时间过长，检测是否应该淘汰或检验新产品是否合格等。参考文献
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器周期为 <@，定时 O 计数器的机器周期为 $!R<@，当子弹穿入梯形架 $ 时，定时 O 计数器 $ 开始计数，当子弹穿入梯形架 ! 时，定定时 O 计数器 $ 所计的数值为 N 。所以，时 O 计数器 $ 停止计数，子弹在两梯形架之间实际运行时间 <" 的数学表达式为 <"Q$!R 由上述的速度公式，经单片机进行数据处理，计算出相应 <@RN，的速度 P 。一方面送入显示，另一方面保存该数据，准备以串行如果想提高系统通讯的方式送入上位机。硬件设计如图 ! 所示。的精度，只要改变 :%;’$ 单片机的外部晶振频率即可。

基于激光光幕的连发弹丸测速系统

基于激光光幕的连发弹丸测速系统
赵宇;赵冬娥
【期刊名称】《光电技术应用》
【年(卷),期】2010(025)003
【摘要】连发弹丸的速度和射频测试是靶场测试要研究的一个重要问题.介绍了基于四光幕的区截测速系统,分析连发弹丸过靶波形特征,采用前沿分析的方法确定弹丸过靶波形的特征点,对存在振动信号的波形利用信号匹配法确定弹丸过靶波形的特征点,编写了基于VC++开发环境的测试软件.利用软件对波形数据进行处理获得连发弹丸的速度和射频.实弹打靶测试的结果表明,该激光测速系统操作方便,测试结果准确.
【总页数】4页(P10-12,17)
【作者】赵宇;赵冬娥
【作者单位】中北大学电子测试技术国家重点实验室,山西,太原,030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,山西,太原,030051
【正文语种】中文
【中图分类】TN249;TP206
【相关文献】
1.基于大面积激光光幕的弹丸速度测试技术研究 [J], 赵冬娥;周汉昌
2.基于重心法的激光光幕弹丸过靶信号特征点提取算法 [J], 张斌;赵冬娥;刘吉;刘小彦
3.一种双光幕弹丸测速系统设计与实现 [J], 江旭东;李锦明;秦丽;高根伟;何蕴泽
4.激光测速靶连发弹丸速度测试系统 [J], 武锦辉;李仰军;赵冬娥
5.主动式激光光幕测速系统天幕干扰抑制方法 [J], 韩英杰;赵冬娥;张斌;张大舜;孟凡军;褚文博
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子弹测速系统设计

子弹测速系统设计
卢易枫;宋寅卯;李洁
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2006(19)1
【摘要】给出了一种基于光电转换原理,采用89C51单片机实现的一种子弹测速系统.该系统具有成本低、结构简单、使用方便等特点.可用于枪支子弹出膛时初速度的测量.
【总页数】2页(P55,57)
【作者】卢易枫;宋寅卯;李洁
【作者单位】郑州轻工业学院,河南,郑州,450002;郑州轻工业学院,河南,郑
州,450002;郑州轻工业学院,河南,郑州,450002
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于光电信号转换原理的子弹测速系统 [J], 余晓军;王选择;谢铁邦
2.末敏子弹敏感器的系统设计问题 [J], 冯增祥
3.紫外探测式的子弹统计系统设计 [J], 马利祥;李争
4.子弹测速与记录装置的设计与实现 [J], 杨雪涛;徐刚;牛军
5.基于矩阵仿真法的区域封锁子弹药自修复系统设计 [J], 王建平;焦国太;秦栋泽;梁聪聪;张可
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基于激光技术测量气炮中弹体的飞行速度

基于激光技术测量气炮中弹体的飞行速度
王建军;刘晓玲;田晓霞
【期刊名称】《现代电子技术》
【年(卷),期】2009(32)12
【摘要】气炮是广泛用于研究物体撞击速度与破坏效应的一种动力学实验装置.针对传统测量气炮中弹体飞行速度方法存在的问题,提出新型激光测速方案.通过测量弹体遮挡不同测点激光束的时刻,计算弹体的飞行速度.根据该方案设计的测量系统做了仿真分析和标定实验,证明设计方案正确可行.目前,已研制成功并已应用于实际测量,极大地提高了测量的效率和准确度.
【总页数】3页(P121-123)
【作者】王建军;刘晓玲;田晓霞
【作者单位】四川托普信息技术职业学院,四川,成都,611743;西北核技术研究所,陕西,西安,710024;西北核技术研究所,陕西,西安,710024
【正文语种】中文
【中图分类】TP302
【相关文献】
1.基于激光扫描法测量弹体直径的研究 [J], 朱贺;张文豹;冯进良;李睿;郑明珠
2.基于激光扫描法测量弹体直径的研究 [J], 朱贺;张文豹;冯进良;李睿;郑明珠
3.基于三维激光扫描技术测量叶片腹板合模间隙尺寸 [J], 刘晓彬;朱坤;毛义梅;高雁辉
4.基于三维激光扫描技术测量叶片腹板合模间隙尺寸 [J], 刘晓彬;朱坤;毛义梅;高
雁辉
5.基于三维激光扫描技术的弹体表面凹凸缺陷检测研究 [J], 郭杰;陈阳;张冬冬;张亮
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