基于虚拟仪器的小口径火炮身管内径测试技术研究(2)
4.3 数据保存和打印系统 30
5 试验与误差分析 31
5.1 试验数据及分析 31
5.2 误差分析 33
5.2.1 定性分析 33
5.2.2 定量分析 35
结 论 36
致 谢 37
参考文献 38
1 绪论
1.1 本课题的目的及意义
目前，对于火炮装备的性能、技术等的要求越来越高，因而，对其检测装备的要求也越来越高，检测装备的完善及进步显得尤其重要。对于火炮身管内径测试技术的研究，一直是许多兵工研究机构与高校的着重点与开发点。身管又称炮管，其内部空间及其内壁结构称为炮膛 (gunbore)，也称为内膛。火炮的身管可以给弹丸初速和确定的射击的方向,所以，非常精确的测量火炮的身管的内径尺寸,了解其参数，可以很好地提高火炮射击时的准确度，除此之外，还能很好地预测火炮的剩余寿命，从而高效生产火炮，节约生产成本[1-3]。本课题研究的关于小口径火炮身管内径的测试技术,有利于确保它的加工质量，并且可以作为火炮经一系列使用后它的剩余寿命衡量的关键[4-5]。在小口径火炮身管的内径上，有着螺旋状的阴阳线结构(凸起的是阳线，凹陷的是阴线)，确定内膛阴、阳线直径至关重要，若需保证弹丸飞行稳定，则需要严格控制阴阳线直径。
虚拟仪器的进步也给小口径火炮身管内径测量提高了准确度与便利，和传统的测径仪的设计相比较，不用再设计繁琐的硬件电路，再在上边进行一系列的调试，节约了系统的设计调试时间。虚拟仪器很鲜明地给出了图形化显示，这样就能够很方便的知道管道在各个测试点的内径，而以往传统的测量只能是数字化的方式，虚拟仪器的应用可以使测量值更加直观，方便测试者运行[6]。本课题研究的基于虚拟仪器的小口径火炮身管内径测试技术，测量精度高、可重复性好、测量速度快、由用户定义仪器功能，有助于解决其在使用过程中的存在问题，实现精确测试、提高火炮身管的质量并加速火炮技术发展，具有广阔发展前景及很大的应用价值。
1.2 国内外发展概况
1.2.1 国内相关技术研究现状
1.2.2 国外相关技术研究现状
1.3 各种测试方法比较
火炮身管内径测量是身管内部检测中最重要的一项内容。传统的内径测试仪器精度都比较差，而且存在不直观、无记录、人为因素多、误差大、不能实现自动化测量等缺点，极大的影响了内径测量的可靠性和效率。在工业现场中管道内径的确定仅仅采用较为简略的方法，用皮尺测量管道外周长，及名义的壁厚(非实测的)来确定内径，显然这样是很不准确的[14]。利用数显光栅传感器和计算机数据处理技术检测大口径管道内径尺寸，只能测量指定口径管道，且其测量方式为半自动[15]。利用无压重力水流驱动的非接触式的管道内径在线检测机器人，但该系统无法满足在指定位置的精确测量，且因驱动方式的因素而限制了应用范围[16]。借助虚拟仪器进行测量，与传统仪器相比具有测量精度高、可重复性、测量速度快、由用户定义仪器功能等特点。
1.4 本课题的主要研究内容
本课题提出了基于虚拟仪器技术的小口径火炮身管内径测试系统，实现了对小身管火炮内径的高精度测量，具有数据自动采集、处理分析、结果显示、报表生成及打印等功能。
（1）通过对小口径身管特性的研究，设计出合适的内径测试方案；
（2）根据技术指标的要求，组建硬件测试系统，包括机械机构的设计，传感器的选择等；
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