高精度激光测距系统设计+文献综述(2)
但是速度这一物理量是导出量,不是基本量,所以目前国内还没有标准速度源和标准速度定值系统,这让测速系统量值的传递出现了问题。这里可以参考国外的方法,采用具有统计学意义的“标准”速度监测方法,设计出我国自主知识产权的速度测量系统与量值传递系统,同时也为给破片性能检定奠定“量"和“值”的基础。
1.2 破片速度测量方法与速度测量系统的校准
1.2.1 破片速度测量方法
1.2.2 速度测量系统校准方法
1.相对传递法
相对传递法主要是用“标准”弹及“标准”弹道器材(常用为弹道测速枪和弹道测速炮)进行速度的传递,常用区截测速装置也是会采用这种方法进行系统标定或校准。
2.自由落体法
自由落体法是通过物体的自由落体运动从而获得参考速度的一种方法,用区截测速装置测量已知高度自由释放的运动物体通过两个区截面的速度 。参考速度 ,由公式 计算得出[9]。
3.模拟校准方法
用光幕靶来测量速度,弹丸或者破片穿过靶面时会遮挡光线,这时，光电转换器检测光强变化,转换成电信号,接着由后续电路处理成脉冲信号。根据这个原理,对光幕靶校准时,利用单片机对光幕靶光源亮暗精确控制,模拟破片穿过光幕靶的遮光作用,与真实破片穿过光幕靶的时间严格一致,实现精确控制模拟破片的过靶时间。
假设 为两组光源开始灭的时间间隔,光源亮到灭时,等同于破片进入此靶面,接收装置接收不到光源发射的光线,这会导致光敏元件里的光通量产生变化,接收装置会生成一个脉冲信号并将其送入测试装置,这时测时装置会记录下这两个脉冲信号的接收时间并算出时间间隔 [10]。用与事先设定的时间间隔 进行比较,即 （ 是实际测出的时间),即 为光幕靶所存在的误差。最后通过计算与分析,可以达成对测速系统的校准的目标。此方法能够完成对光幕靶的校准,精度也很高。但是原理上的天然缺陷,这个方法有一定的局限性,只能校准光幕靶等需要光源的速度测量系统,不能用在铝箔靶、线圈靶等不需要光源的速度测量系统的校准。而且通过直接灭掉光源产生信号的方法，只能够模拟破片过靶的时间,不能够模拟破片的飞行姿态,实际上与破片过靶产生的信号特性有所不同。而且没有破片带来的冲击波等因素的干扰,在实际校准中会有所误差。
4.比较法
上面三种方法都是获取一个标准速度或者模拟一个标准速度来对速度测量系统校准,这是属于用标准物质、标准信号进行校准的方法。同时，对速度测量的校准也可以采用计量标准级别高的计量器具对计量级别较低计量器具进行校准。
综合了解目前国内破片速度测量系统的校准方法,结合国内几种常用的破片速度测量方法,在这个基础上寻求一种成本低、操作简单、精度高、重复性好的校准方法,使其足以完成现有常规区截测速装置的校准。结合已知数理统计原理,提出用高精度光幕靶组合构成“标准”速度监测系统[9],在经过无偏、一致和有效性的考核后,用于破片速度测量装置的校准。“标准”速度监测系统主要由多对平行光幕靶组成,配合上高精度测时仪的使用,具有测速精度高、分辨率高、操作方便等优点。
由上述介绍可知，光幕靶靶距的精度将对整个“标准”速度监测系统产生重要影响，所以本课题利用激光测距的高精度特性，对光幕靶的间距进行校准，从而提供精确的靶位位置给速度监测系统。
1.3 本文主要工作
结合速度监测系统的机械机构及光幕靶校准系统的技术指标，完成系统设计，系统由传感器、加装机构、测试软件等三部分组成。结合传感器外形尺寸，设计了传感器的加装部件。该加装部件可以固定在校准装置上，有两个活动轴，用的时候可以展开，在测量完后可以收起，不影响射击实验。软件由LABVIEW编写，负责将测试到得靶距信息读取到计算机当中。最后对系统进行了实弹考核。本文的主要工作如下：
上一篇：固体随行装药内弹道性能研究