[發明專利]一種雙網靶彈丸測速系統及其測試方法

在審

• 申請號: 201910025414.2
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN109633202A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 李偉偉;于紀言
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01P11/00
• 分類號: G01P11/00;G01P3/50
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

本發明公開了一種雙網靶彈丸測速系統及其測試方法，包括電源、ARM數據處理模塊、FPGA數據采集模塊和散熱模塊。ARM數據處理模塊包括主控芯片、TFTLCD觸摸屏、串口和數據儲存芯片；FPGA數據采集模塊包括數據采集芯片和兩路通用測試接口；散熱模塊包括兩路定速風扇。電源負責為ARM數據處理模塊、FPGA數據采集模塊和散熱模塊供電；ARM數據處理模塊通過信號線與FPGA數據采集模塊以及散熱模塊進行連接。TFTLCD觸摸屏、串口和數據儲存芯片分別與主控芯片連接。本發明利用FPGA的高速并行處理能力來進行多路觸發電平的捕獲，利用ARM進行邏輯控制與數據存儲交互，使得系統具有良好的人機交互界面。

技術領域

本發明屬于測速領域，具體涉及一種雙網靶彈丸測速系統及其測試方法。

背景技術

隨著兵器的不斷更新換代，彈丸速度的測量至關重要，不論是在兵器裝置的研發還是在裝甲材料的實驗中，都需要對彈丸的飛行速度進行測量。本文提出了一種雙網靶彈丸測速系統及其測試方法，其測速方法主要是利用FPGA和網靶來測量彈丸速度，彈丸飛過兩個網靶會產生高低電平的變化，通過FPGA捕獲器捕捉兩次電平變化之間的時間，而網靶之間的距離是已知的，距離除以時間就可以得到彈丸的平均速度。該系統結構簡單、成本較低、測量精度較高。

ZHANG SHAOHUA，LI JINMING，SU SHUQING.Design and realization of dual-light screen velocity measurement system based on FPGA[J].Transducer andMicrosystem Technologies，2015，34(2):92-94，提出了一種基于現場可編程門陣列(FPGA)的雙光幕測速系統設計方案，采用雙光幕測速方法，光幕靶自帶光源，發射與接收為一體，測量精度高，重復性好，抗干擾能力強。距離已知，通過測量彈體通過兩個光幕靶的時間來計算出彈體穿過兩靶面的平均速度。但是該方案存在以下兩個缺點：1、光幕發射器與接收器一一對準困難，2、當光幕靶工作于近炮口距離時，炮口火光會影響光幕靶產生誤觸發信號，從而影響測試系統的精確度。

WANG ZHANXUAN，ZHAO DONGE，LIU JI，et al.Design of an Air Gun ProjectileVelocity Measurement System Based on Laser Velocity Measurement Technology[J].Journal of Projectiles，Rockets，Missiles and Guidance，2014，34(02):51-54，提出了基于激光測速技術的空氣炮彈丸速度測試系統設計，通過測量高速飛行彈丸穿過兩激光靶之間的時間間隔以及兩激光靶之間的距離而獲得其平均速度。利用半導體激光器和光電二極管組成光學系統對彈丸過靶信息進行識別，設計光電轉換電路和滯回比較器對過靶信號放大整形，選用STC89C52單片機代替采集卡和計算機對信號進行處理，具有成本低、操作簡便、響應速度快等優點，但是該方案存在以下兩個缺點：1、結構復雜，2、當彈丸體積過小偏離軸線時無法遮斷光束導致測速失敗。

HAO GUANGRONG，ZHANG YUE.Impact Analysis of Projectile with Deviationof Passing Coil Target for Test Velocity Precision[J].Acta Armamentarii，2011，32(09):19-21，提出了一種線圈靶測速裝置，將起始靶和截止靶置于預定軌道且間隔一定距離。當磁化彈丸依次穿越兩靶時，產生起始和截止兩個信號，用這兩個信號控制測時儀，便可測得彈丸在該區間的飛行時間，從而可計算出彈丸穿越兩個線圈靶間的平均速度也即該區間中點的瞬時速度。該方案不影響彈丸的飛行運動軌跡，可以連續重復使用，方便迅速，但也存在以下缺點：1、彈丸必須為金屬類導體材料，否則無法產生感應電流，2、彈丸體積過小時，感應電流的磁場不能引起原磁場的明顯變化。

發明內容