彈丸速度對槍在研制、定型、生產(chǎn)質(zhì)量控制、產(chǎn)品驗(yàn)收一系列過程中、以及在整個彈道學(xué)理論的研究中,都起著至關(guān)重要的的影響。傳統(tǒng)光幕測速系統(tǒng)靶面內(nèi)光能量均勻性差,采用的電路濾波技術(shù)設(shè)計(jì)復(fù)雜、開發(fā)周期長,其系統(tǒng)增加了元器件數(shù)量,發(fā)射裝置與接收裝置不在同一側(cè),致使系統(tǒng)體積變大。為了解決上述問題,本文對激光光幕測速系統(tǒng)中激光光幕測試模塊（接收彈丸反射信號的物鏡鏡頭部分、放大電路部分和信號處理部分）進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研究。本文通過改變傳統(tǒng)激光靶的鏡頭結(jié)構(gòu),利用雙高斯對稱照相物鏡替代了原本的準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)作為信號接收物鏡的方法。本文對信號接收物鏡進(jìn)行了整體設(shè)計(jì),以提高入瞳直徑及相對孔徑,實(shí)現(xiàn)了相對孔徑1:2.8,探測距離達(dá)到2000-3000 mm。光幕靶面內(nèi)有效探測區(qū)域面積與視場角成正比,為了保證有效探測區(qū)域面積至少1 m2的要求,信號接收物鏡的視場角達(dá)到了24°測量范圍。因考慮到彈丸的直徑（取典型值7.62 mm）和信號幅度相關(guān)聯(lián),本文設(shè)計(jì)了接收放大器電路,它具有兩級運(yùn)算放大器,第一級固定增益為100倍,第二級固定增益為20倍,該放大器電路可滿足系統(tǒng)使用要求。針對激光靶系統(tǒng)在測量彈丸速度過程中的噪聲干擾等問... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

線圈靶工作原理圖

第1章緒論3頻移的大小，經(jīng)過處理可以獲得運(yùn)動狀態(tài)下的彈丸速度。我國于1974年研制成功，現(xiàn)如今可以測量彈丸的速度，它的優(yōu)點(diǎn)在于對目標(biāo)無干擾，不受天氣的影響（雨、雪天情況除外），測量距離遠(yuǎn)，且排除了人工布靶的誤差，測量精度可以滿足使用需求，但是其局限在于自身結(jié)構(gòu)很大、研制成本很高且不能測量小口徑彈丸[9]。圖1.2多普勒雷達(dá)測速的基本原理（4）高速攝影法高速攝影法是捕捉人眼無法跟隨的高速運(yùn)動過程，相當(dāng)于把一段很短的時(shí)間進(jìn)行擴(kuò)大，變成很長的一段時(shí)間間隔，這樣可以在短的時(shí)間內(nèi)看到更細(xì)微的過程。換言之，將時(shí)間放慢觀測瞬間發(fā)生的流逝過程[10]。其主要利用所拍攝的圖像去代表彈丸的運(yùn)動過程，拍攝所用的頻率代表了彈丸運(yùn)動的時(shí)間，將二者進(jìn)行結(jié)合，然后根據(jù)信息得出想要的彈丸速度值以及分析其誤差的大校高速攝影主要方式有三種，即間歇式、光學(xué)補(bǔ)償式和轉(zhuǎn)鏡式，由于受到了機(jī)構(gòu)和材料的限制，拍攝速度最高達(dá)到了107幅/s。上世紀(jì)拍攝速度沒有很大提高，伴隨各領(lǐng)域不斷的發(fā)展，高速攝影的速度現(xiàn)可以達(dá)到100億幀/s[11]。但是攝影系統(tǒng)受到了空間分辨力的限制，使得這種系統(tǒng)測速精度達(dá)不到要求。并且這種系統(tǒng)在拍攝完圖像后需要處理很大的數(shù)據(jù)量，從而使它的實(shí)時(shí)性不高。（5）天幕靶天幕靶[12]主要依靠的是光電探測器，其自身沒有光源，而是利用自然光源、彈丸自身的光源或者是配置專門的光源。天幕靶的工作原理圖如圖1.3所示，自然光源、一組透鏡、狹縫以及光敏元件組成天幕靶測速系統(tǒng)。彈丸穿過靶面時(shí)，探測器上的光能量發(fā)生改變，將改變的光信號利用光電探測器轉(zhuǎn)化成電信號的變化，通過后續(xù)的處理電路形成具有足夠幅值的脈沖信號。由于兩個靶面產(chǎn)生兩個脈沖，從而可以得到彈丸飛過靶面的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)彈丸速度的?

第1章緒論4（a）（b）圖1.3天幕靶的工作原理圖(a)天幕靶側(cè)視圖；（b）天幕靶正視圖（6）光幕靶光幕靶分為反射式光幕靶、透鏡聚焦式光幕靶、陣列式光幕靶、和激光光幕靶，其中圖1.4分別給出了陣列式光靶和激光光幕靶的原理圖。從圖（a）與圖1.3對比可知，光幕靶[14-15]與天幕靶原理不同之處在于其自身配置有光源，光源與接收系統(tǒng)形成探測靶面。當(dāng)彈丸通過靶面時(shí)，使一部分光源發(fā)射的光線未能照射到接收裝置上，接收裝置上的光能量發(fā)生改變，將改變的光信號利用光電探測器轉(zhuǎn)化成電信號的變化，通過后續(xù)的處理電路形成具有足夠幅值的脈沖信號。光幕靶的優(yōu)勢在于抗干擾能力顯著提高，使用者在安裝的過程降低了人工誤差，測量精度相比其它測試方法較高，測量結(jié)果更為準(zhǔn)確。圖（b）的激光光幕靶與傳統(tǒng)光幕靶不同，不再通過遮擋靶面內(nèi)部分光線進(jìn)行彈丸速度測量。激光靶利用激光照射彈丸表面產(chǎn)生發(fā)射光，經(jīng)過信號接收物鏡聚焦到探測器上，當(dāng)彈丸通過靶面時(shí)，探測器上的能量發(fā)生改變，從而形成計(jì)時(shí)脈沖。當(dāng)沒有彈丸通過靶面時(shí)，激光器發(fā)生的激光不能由信號接收物鏡所接收，整個光路類似于斷開狀態(tài)，激光靶測速系統(tǒng)停止工作。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3498842