天幕靶测量系统改进研究

发布于：2007/6/6 8:49:23 | 2042 次阅读

[转载]原文链接：

　　摘　要：主要叙述天幕靶测量系统的改进研究，内容包括光学镜头，光电接收器件，机械结构，测量控制电路，计算机软件。
关键词：天幕靶；测量；控制电路；计算机软件

　　天幕靶是一种以光电转换为基础用于探测飞行弹丸到达空间某一预定位置时刻的仪器。主要由天幕镜头、光电转换器件、狭缝光阑以及处理电路等组成。在室外工作时，天幕靶以天空为背景。由于狭缝光阑的作用，天幕镜头的视场为有一定厚度的扇形，通常称之为天幕。一旦弹丸进入该天幕，遮住天幕投射到狭缝的部分光能使光电转换器件上的光电流发生变化，该变化信号经处理电路放大、整形后输出一个脉冲信号，用于设计弹丸测速依据。
为了顺应靶场测试需要，提高靶场测试技术，对天幕靶测量系统进行改善研究，LBS-I型天幕靶测量系统是在原LB-II型天幕靶测量系统的基础上对光学镜头、光电接收器件、机械结构、测量控制电路、计算机软件进行合理改善研究，使其在保证原来测量性能的基础上进一步缩小仪器体积，减轻仪器重量，提高测试效率并能保存测量数据。

1 LB-II型天幕靶测量系统存在的问题
LB-II型天幕靶测量系统是由4个独立的靶构成（如图1（a）所示），每个靶的结构复杂、体积大，在靶场测试时布靶操作与使用均不方便。当天空变化时就要手工调节仪器，降低了靶场测试的效率。光电接收器件的测试灵敏度低，不利于天空较暗时测量。同时，计时测速的单片机过时，操作麻烦，对测量数据不能保存。

2　光学镜头与光电接收器件的改进
　　由于弹丸飞过天幕靶天幕速度很快，要想捕捉弹丸瞬间遮住天幕投射到狭缝的部分光能，就要求有高清晰度的镜头和高灵敏度的光电接收器件。为此，LBS-I型天幕靶测量系统的光学镜头采用摄影物镜代替了原普通物镜，使光幕更清晰准确。将原运用光纤接收器件改用直接表面接收高灵敏度的光电接
3　机械结构的改进
　　在机械结构上，原LB-II型天幕靶是将4台性能相同的靶分别装在各自的机架上，体积比较庞大，操作不方便LBS-I型天幕靶重新组装为2台机架（如图1（b）所示），减小了原机架的体积，便于搬运、布靶，使在靶场测试中操作简单方便。虽更换了光学镜头与光电接收器件，提高了测试灵敏度，但各种影响测试的因素也随之增大，特别是背景噪声。为合理改善天幕靶的测试灵敏度，又能减少背景噪声的影响。LBS-I型天幕靶在光电器件与固定狭缝之间加一可调光阑，利用单片机控制步进电机改变光阑开缝大小，改变照在光电器件入射光的强度，减少了背景噪声的影响，提高天幕靶的工作性能。
4　测量控制电路的改进
　　随着电子技术和计算机技术不断发展，LB-II天幕靶测量系统的计时测速的单片机已不适应当前测试技术要求，迫切需要设计出能实现靶场智能化的测试控制系统LBS-I型天幕靶在原LB-II型天幕靶的测量原理上改进测量控制电路，运用单片机与计算机相结合，设计测量弹丸飞行速度的计时、串口传送计时数据、步进电机控制光阑开缝大小电路，计算机接收并处理与保存数据，实现靶场测试的一体化、智能化。
4．1　弹丸测速计时电路设计原理
LB-II型天幕靶测量系统除了测量弹丸飞行的速度，还对弹丸爆炸的二维相对坐标进行测量。对二维坐标的测量是运用弹丸飞过第1靶与第2靶间的计时值计算x的坐标，运用弹丸飞过第1靶与第3靶的计时值计算y的坐标。由于第1靶与第4靶的天幕是平行且垂直于地面，为了测量弹丸飞行的速度，必须知道弹丸着第1靶与第4靶间的计数值t与这2靶间的距离LBS-I型天幕靶测量系统根据此原理，设计测量弹丸飞行速度电路。
4．2　弹丸测速硬件电路设计
　　本系统采用了AT89C51芯片作为控制系统测量弹丸飞过第2靶、第3靶、第4靶的计数时间值（以靶为启动信号），选用可编程逻辑器件芯片EPM7128LSC84作为计数时间的逻辑功能设计。单片机的P0口作为数据总线输入／输出口，P2口作为EPM7128LSC84内部译码器输入地址选择口，在可编程逻辑器件EPM7128LSC84芯片里，设计靶自检输入信号和靶实际输入信号输入口，24 b计数器与靶的自检信号，靶的实际输入信号计时逻辑设计。由于靶信号与实际电路板之间的距离较远，靶信号直接加到电路板上会产生不可预测的干扰信号，影响测。因此电路中加上TPL521-4光电耦合器件，避免产生不必要的影响。计时值通过AT89C51芯片串口管脚发送到计算机进行数据处理。为了合理的控制光阑狭缝，要求计算机发出一命令信号，通知单片机AT89C51给控制步进电机电路（控制步进电机电路的电路板安装在靶上）发一操作命令，对光阑狭缝进行合理操作。这样整个测量系统达到了一体化的控制作用，避免了靶场测试时的反复人工操作的繁杂劳动，提高了靶场测试的工作效率。
　　系统的整体测量控制电路框图如图2所示。

4．3　弹丸测速软件设计
　　AT89C51单片机的软件设计是实现读取计数器的数据，并把数据传给上位机进行处理。由于本系统是测量弹丸飞行速度，由前面所述，要测量弹丸速度只要知道弹丸经过第1靶和第4靶之间的时间值，就可以计算出弹丸的速度。本系统规定，必须是第1靶先有信号随后第4靶也有信号时才有效，如果第1靶没有触发信号其他靶有信号，收到的数据无效。为了获得可靠有效的数据，在本软件中规定没有收到第1靶信号不计数，如果收到第1靶而没有第4靶信号不进行数据传送。主程序流程图如图3所示。
5　计算机软件的改进
LBS-I型天幕靶测量系统运用笔记本电脑作为上位机，接收下位机的计数数据，进行数据处理并保存测量结果。改善了原LB-II型天幕靶测量系统的单板计算机功能结构。在本系统中上位机的数据接收是运用VB软件编程完成，界面友好，操作简单方便；能对接收到的数据进行处理，并保存测量数据。

6　结　语
LBS-I型天幕靶测量系统的改进研究是基于单片机及计算机技术的基础上进行改进，改善了原天幕靶测量系统的不足，提出了一种新型的设计结构，建立了计算机、单片机、天幕靶间的数学模型，实现靶场测速技术一体化。
本测量系统经过多次试验测试取得了很好的效果，与原来LB-II型天幕靶测量系统相比，具有搬运轻便、布靶简单、操作方便，测量高等优点。

参考文献

［1］　缪文贵．基于单片机与PC机的光电靶测试系统研究［J］．南京理工大学学报，2001，（1）．
［2］　苏建刚．天幕靶测速分析［J］．弹道学报，1994，（2）．
［3］　施婉芳，高洪尧.YJB-1仰角天幕靶测速系统的研制［J］．工业学院学报，1994，（11）．
［4］　王福瑞．单片微机测控系统设计大全［M］．北京：北京航空航天大学出版社，2001．

参与讨论

登录后参与讨论

//评论区

推荐阅读

智能网联汽车国际标准法规协调专家组（HEAG）召开工作会议

近年来智能网联汽车快速发展，新技术不断涌现，与相关产业融合度持续提升，正在推动全球汽车产业发生深刻变革。为应对此种形势，欧、美、日等汽车工业发达国家和地区都加大了智能网联汽车的国际标准法规协调的参与力度，在联合国世界车辆法规论坛(UN/WP.29)和国际标准化组织(ISO)层面，智能网联汽车相关国际标准法规协调活动正快速推进。为更有效地支撑上述组织的国际标准法规协调活动，2017年全国汽车标准

0215jiejie | 发布于：2022-12-01 0评论 0赞

苹果推出搭载M2芯片的新款iPad Pro 799美元起售

据苹果官网，苹果推出搭载M2芯片的新款iPadPro。 11英寸wifi版起售价为799美元，wifi+蜂窝网络版起售价为999美元；12.9英寸wifi版起售价为1099美元，wifi+蜂窝网络版起售价为1299美元。

0215jiejie | 发布于：2022-10-19 0评论 0赞

新能源汽车领衔 “中国智造”加速登陆欧洲市场

全球五大车展之一巴黎车展时隔四年再度启幕。在这场被视为“全球汽车行业风向标”的盛会上，国内外汽车品牌云集，长城汽车、比亚迪等再次领衔中国汽车出海。长城汽车欧洲区域总裁孟祥军表示：“欧洲是长城汽车最重要的海外市场之一，巴黎车展是长城汽车向欧洲市场展示GWM品牌和产品的最佳机会。长城汽车正在研究汽车行业碳排放的整个生命周期，到2025年，将推出50多款新能源产品，全力支持可再生能源使用，为全球用户

0215jiejie | 发布于：2022-10-19 0评论 0赞

严监管时代来临，电子烟“通配”大战走向何方？

针对通配烟弹厂商的一系列诉讼的结果，将对生产通配烟弹的品牌未来在电子烟行业的发展产生深远影响。 10月1日，《电子烟强制性国家标准》正式实施，中国电子烟监管全面生效。而在电子烟行业进入规范化、法治化阶段前夕，一场围绕着通配烟弹的争论在行业里发酵。 “通配”是电子烟从业者约定俗成的概念。换弹式电子烟由烟杆和烟弹组成，“通配”烟弹指的是非品牌商生产、可与品牌烟杆匹配使用的烟弹。多位业内人士表示，被

0215jiejie | 发布于：2022-10-19 0评论 0赞

Bourns 全新大功率分流电阻器

采用金属感应引脚，专用于大电流应用中进行精确测量全新分流电阻器专为电池管理系统、大电流工业控制和电动汽车充电站提供高可靠性、高成本效益的解决方案美国柏恩Bourns全球知名电子组件领导制造供货商，宣布新增12款CSM2F系列功率分流电阻器，扩展其产品组合。全新系列采用铆接通孔金属传感引脚，可满足大电流应用中对电压测试点精确定位日益增长的需求。最新型Bourns?CSM2F系列分流电阻器

0215jiejie | 发布于：2022-10-18 0评论 0赞

请尊重元宇宙“这个筐”

元宇宙是个筐，啥都往里装，但区别在于有的像聚宝盆，有的像垃圾桶。国庆假期刚结束，中青宝“90后”董事长李逸伦便亲自上阵，玩起了元宇宙婚礼。靠着老板首秀和代言，中青宝顺势推出“MetaLove元囍”App，正式进军元宇宙婚礼赛道。就产品而言，如同其他元宇宙产品，李逸伦的元宇宙婚礼“新奇与吐槽齐飞”：有人说是有趣的尝试，有人则认为像QQ炫舞结婚系统。要知道，QQ炫舞是一款推出了十余年的老游戏。

0215jiejie | 发布于：2022-10-13 0评论 0赞

边缘计算：突围商业模式痛点

截至8月末，中国5G基站总数达210.2万个，中国5G发展已经进入下半场。随着5G加速融入千行百业，互动直播、vCDN、安防监控等场景率先大规模落地，车联网、云游戏、工业互联网、智慧园区、智慧物流等场景也快速走向成熟，这些更大流量、更低时延、更高性能的场景涌现，对边缘计算的刚性需求势必爆发。 GrandViewResearch预测，即使在新型冠状病毒肺炎疫情肆虐全球的背景下，边缘计算和5G网络市

0215jiejie | 发布于：2022-10-13 0评论 0赞

商务部回应美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”

商务部新闻发言人10日就美商务部升级半导体等领域对华出口管制并调整出口管制“未经验证清单”应询答记者问。有记者问：近日，美国商务部在半导体制造和先进计算等领域对华升级出口管制措施。同时，在将9家中国实体移出“未经验证清单”过程中，又将31家中国实体列入，请问中方对此有何回应？对此，商务部新闻发言人回应称，中方注意到相关情况。首先，通过中美双方前一阶段共同努力，9家中国实体zui终

0215jiejie | 发布于：2022-10-13 0评论 0赞

TCL华星官宣与奔驰合作：推出全球首款横贯A柱的车载显示屏

今年1月，奔驰带来了VISIONEQSS概念车，其中控台采用了一块完全无缝的47.5英寸曲面显示屏，横贯整个A柱，令人印象深刻。今天，TCL华星正式官宣与奔驰达成合作，并认领了VISIONEQSS上这块全球首款横贯整个A柱曲面的车载显示屏。根据TCL介绍，这款显示屏采用了完全无缝的超薄一体化设计，将仪表盘、中控与副驾娱乐显示融为一体，并能够与3D实时导航系统相辅相成。同时，这块显示屏还采用

0215jiejie | 发布于：2022-10-12 0评论 0赞

半导体板块暴跌谁最受伤

国庆假期后首日开盘，上证综指时隔5个月再次失守3000点，与此同时，半导体板块也再度走低，其中，北方华创、雅克科技等个股跌停。10月11日早盘期间，半导体板块持续下挫，北方华创、雅克科技再度跌停。截至下午收盘，北方华创、雅克科技维持跌停状态，华海清科、拓荆科技-U、盛美上海、清溢光电、海光信息的跌幅则超10%。同日，半导体板块中的119只个股中超五成呈现下跌趋势。在半导体板块遭遇下挫的同时，北

0215jiejie | 发布于：2022-10-12 0评论 0赞

unionblog

关注