陣列式激光靶測速系統(tǒng)設(shè)計(jì)及影響因素分析

彈丸飛行速度是彈丸的一個(gè)重要參數(shù),它是衡量火炮特性、炮口初速度和彈道特性的一個(gè)重要指標(biāo)。光幕靶是測試彈丸飛行速度的方法之一。

本公司設(shè)計(jì)的光幕靶滿足現(xiàn)有靶場使用的激光光幕靶測速系統(tǒng),并研究其在測試過程中的因素。 本文通過分析光幕靶的工作原理,提出了陣列式激光靶的設(shè)計(jì)方案,該方案以點(diǎn)狀陣列激光為發(fā)射光源,兩列光敏二極管作為接收器,同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩路信號的接收;通過分析現(xiàn)有光幕靶中光電轉(zhuǎn)換電路中各接收器件互相影響的問題,設(shè)計(jì)了光電轉(zhuǎn)換電路和信號處理電路;針對常規(guī)光幕靶易受干擾的問題,提出了脈寬閾值設(shè)置和脈寬匹配相結(jié)合的方法,設(shè)計(jì)了基于CPLD的抗干擾模塊;設(shè)計(jì)了計(jì)時(shí)顯示電路,測量和顯示精度可達(dá)0.1us。

分析了負(fù)載電阻、光照距離、光照角度、發(fā)射角等因素的對單個(gè)器件接收信號(負(fù)載電壓)的影響;根據(jù)彈丸過靶時(shí)遮擋激光光束的變化情況,建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,并以此得到了不同壓差下計(jì)時(shí)的相對誤差,分析了光幕均勻性對整個(gè)測速系統(tǒng)的影響。

通過現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)考核了本論文所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性,并與線圈靶、天幕靶的結(jié)果比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好、可靠性強(qiáng)、測試精度高等特點(diǎn)。