阵列式激光靶测速系统设计及影响因素分析

弹丸飞行速度是弹丸的一个重要参数,它是衡量火炮特性、炮口初速度和弹道特性的一个重要指标。光幕靶是测试弹丸飞行速度的方法之一。

本公司设计的光幕靶满足现有靶场使用的激光光幕靶测速系统,并研究其在测试过程中的因素。 本文通过分析光幕靶的工作原理,提出了阵列式激光靶的设计方案,该方案以点状阵列激光为发射光源,两列光敏二极管作为接收器,同时实现两路信号的接收;通过分析现有光幕靶中光电转换电路中各接收器件互相影响的问题,设计了光电转换电路和信号处理电路;针对常规光幕靶易受干扰的问题,提出了脉宽阈值设置和脉宽匹配相结合的方法,设计了基于CPLD的抗干扰模块;设计了计时显示电路,测量和显示精度可达0.1us。

分析了负载电阻、光照距离、光照角度、发射角等因素的对单个器件接收信号(负载电压)的影响;根据弹丸过靶时遮挡激光光束的变化情况,建立了相应的数学模型,并以此得到了不同压差下计时的相对误差,分析了光幕均匀性对整个测速系统的影响。

通过现场实验考核了本论文所设计系统的准确性和可靠性,并与线圈靶、天幕靶的结果比较。实验结果表明,该系统具有稳定性好、可靠性强、测试精度高等特点。