一種超空泡射彈的水下測速裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水下彈藥測速的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超空泡射彈的水下測速裝置，進一步涉及一種基于定距測時原理的接觸式水下通靶測速裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有彈藥測速裝置都是用于測量陸上彈藥運動速度的，主要有線圈靶、天幕靶、聲靶、線陣CCD、高速攝影、測速雷達等幾種方法。由于天幕靶、聲靶、高速攝影、測速雷達等方法受自然環(huán)境等影響不適合于水下彈藥測速。由于實驗條件的限制，對于水下彈藥運動速度的測量方法也已開展過一些研究，但國內(nèi)目前沒有較成熟的測速裝置，已往有采用密封防水線圈靶和光幕靶來測量水下彈丸運動速，具體如下:
[0003]文獻1:狄長安，王昌明.線陣CCD測量水下槍彈速度的方法[[J].南京理工大學(xué)學(xué)報，2002 26(3): 1-4。闡述了一種用于水下槍彈技術(shù)研究的新型CCD速度測量系統(tǒng)，探討了CCD布站方式、系統(tǒng)的工作原理及高速數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計方法等，分析了該系統(tǒng)的測量誤差。CCD測速準確度較差，同時對環(huán)境條件要求較高，水下需要安置光照系統(tǒng)，這對水下彈藥的野外水下試驗一般較難實現(xiàn)操作。
[0004]文獻2:狄長安，孔德仁，王昌明.單個感應(yīng)線圈在水下彈丸速度測量中的應(yīng)用[J].南京理工大學(xué)學(xué)報，2007 31(6):727-730。該論文為解決單個感應(yīng)線圈測速精度較低的問題，提出了以特征半徑代替線圈靶半徑進行計算以及優(yōu)化線圈匝數(shù)使感應(yīng)線圈靶的工作帶寬與感應(yīng)電動勢有效帶寬相匹配的方法，使單靶測速精度提高到5%。采用感應(yīng)線圈測量水下彈藥速度，線圈纏繞的均勻一致性、彈丸過靶姿態(tài)、線圈厚度及由之引起的線圈靶的實際半徑和等效半徑的不一致等都將影響測量結(jié)果的不確定度;線圈靶處在注滿水的密封壓力容器中不便維修和置換；同時線圈靶測速裝置的安裝使用和環(huán)境要求使其水下測試可靠性差、精度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種超空泡射彈的水下測速裝置，可以適應(yīng)水下30米以內(nèi)、速度2000m/s以下的高速彈藥的野外或室內(nèi)測速需求，有較高的測速精度和可靠性。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0007]—種超空泡射彈的水下測速裝置包括:相互平行且具有設(shè)定間距的第一水下靶和第二水下靶、第一信號濾波電路、第二信號濾波電路、第一信號放大電路、第二信號放大電路、基于DSP的測速裝置;第一水下靶和第二水下靶均具有正負極，第一水下靶、第二水下靶組成接觸型區(qū)域裝置;其中，第一水下靶的正極、第二水下靶的正極分別連接電源的正極，第一水下靶的負極、第二水下靶的負極分別通過第三電阻和第四電阻連接電源的負極，所述第三電阻的一端與第一水下靶的負極連接，所述第三電阻的另一端與第一信號濾波電路的輸入端連接，所述第四電阻的一端與第二水下靶的負極連接，所述第四電阻的另一端與第二信號濾波電路的輸入端連接;第一信號濾波電路的輸出端與第一信號放大電路的同相端連接，第二信號濾波電路的輸出端與第二信號放大電路的同相端連接，第一信號放大電路的反相端和第二信號放大電路的反相端分別連接匹配電阻的一端，匹配電阻的另一端接地;第一信號放大電路的輸出端、第二信號放大電路的輸出端分別與基于DSP的測速裝置的輸入端連接；
[0008]當(dāng)射彈通過觸型區(qū)域裝置時，產(chǎn)生S12V的電壓信號，所述電壓信號通過信號濾波電路和信號放大電路進行濾波、放大處理后輸出到基于DSP的測速裝置，所述DSP的測速裝置根據(jù)電壓突變幅值判斷射彈飛入和飛出設(shè)定間距的觸型區(qū)域裝置時刻，計算出飛過觸型區(qū)域裝置時間間隔，根據(jù)設(shè)定間距除以測量的時間間隔計算出射彈飛經(jīng)觸型區(qū)域裝置的平均速度。
[0009]作為優(yōu)選，所述第一、第二信號濾波電路為二階有源低通濾波電路，其包括:第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl、第二電容C2、運算放大器A、負反饋電阻R3、分壓電阻R4;其中，
[0010]在第一信號濾波電路中，第一電阻Rl的一端連接于第三電阻的另一端，第一電阻Rl的另一端連接于第一電容Cl和第二電阻R2的一端，第一電容Cl的另一端接地，第二電容C2的一端連接于第二電阻R2的另一端，第二電容C2的另一端接地，運算放大器的同向輸入端連接于第二電阻R2的另一端和第二電容C2的一端，運算放大器的反向輸入端連接于分壓電阻R4的一端和負反饋電阻R3的一端，分壓電阻R4的另一端接地，負反饋電阻R3的另一端和運算放大器的輸出端連接于第一信號放大電路的同相端；
[0011]在第二信號濾波電路中，第一電阻Rl的一端連接于第四電阻的另一端，第一電阻Rl的另一端連接于第一電容Cl和第二電阻R2的一端，第一電容Cl的另一端接地，第二電容C2的一端連接于第二電阻R2的另一端，第二電容C2的另一端接地，運算放大器的同向輸入端連接于第二電阻R2的另一端和第二電容C2的一端，運算放大器的反向輸入端連接于分壓電阻R4的一端和負反饋電阻R3的一端，分壓電阻R4的另一端接地，負反饋電阻R3的另一端和運算放大器的輸出端連接于第二信號放大電路的同相端。
[0012]作為優(yōu)選，第三電阻、第四電阻均為8-10Ω，匹配電阻為4-5Ω，第一電阻R1、第二電阻R2均為510Ω，分壓電阻R4、負反饋電阻R3均為30ΚΩ，第一電容Cl、第二電容C2為lyF。
[0013]本發(fā)明測速裝置采用定距測時法測速，在水下彈藥航行彈道的某一段上預(yù)先確定好距離L上安裝本裝置的測速靶，該測速靶在彈藥著靶瞬間接通，靶上電壓值階躍約8伏，采用嵌入式系統(tǒng)測量和記錄彈藥穿過這段距離上兩個測速靶所經(jīng)歷的時間，然后可換算出彈藥在這段距離上航行的平均速度。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可以適應(yīng)水下30米以內(nèi)、速度2000m/s以下的高速彈藥的野外或室內(nèi)測速需求，有較高的測速精度和可靠性。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明水下測速裝置的系統(tǒng)組成及工作原理圖；
[0015]圖2是本發(fā)明水下測速裝置的抗干擾濾波電路示意圖；
[0016]圖3是本發(fā)明水下測速裝置的水下安裝布置示意圖；
[0017]圖4是本發(fā)明水下測速裝置的實際使用采集數(shù)據(jù)曲線。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本發(fā)明提供一種超空泡射彈的水下測速裝置，適用于超空泡射彈彈藥，包括:相互平行且具有一定間隔的第一水下靶和第二水下靶、第一信號濾波電路、第二信號濾波電路、第一信號放大電路、第二信號放大電路、基于DSP的測速裝置;其中，第一水下靶和第二水下靶分別以可在水下使用、具有金屬導(dǎo)通功能的覆銅板作為接觸性靶紙，第一水下靶和第二水下靶均具有正負極，第一水下靶、第二水下靶組成接觸型區(qū)域。
[0019]第一水下靶的正極、第二水下靶的正極分別連接電源的正極，第一水下靶的負極、第二水下靶的負極分別通過第三電阻和第四電阻連接電源的負極，所述第三電阻的一端與第一水下靶的負極連接，所述第三電阻的另一端與第一信號濾波電路的輸入端連接，所述第四電阻的一端與第二水下靶的負極連接，所述第四電阻的另一端與第二信號濾波電路的輸入端連接;第一信號濾波電路的輸出端與第一信號放大電路的同相端連接，第二信號濾波電路的輸出端與第二信號放大電路的同相端連接，第一信號放大電路的反相端和第二信號放大電路的反相端分別連接匹配電阻的一端，匹配電阻的另一端接地;第一信號放大電路的輸出端、第二信號放大電路的輸出端分別與基于DSP的測速裝置的輸入端連接;其中，第三電阻、第四電阻分別為8-10 Ω，匹配電阻為4-5 Ω。
[0020]如圖2所示，所述第一、第二信號濾波電路為二階有源低通濾波電路，其包括:第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl、第二電容C2、運算放大器A、負反饋電阻R3、分壓電阻R4。其中，在第一信號濾波電路中，第一電阻Rl的一端連接于第三電阻的另一端，第一電阻Rl的另一端連接于第一電容Cl和第二電阻R2的一端，第一電容Cl的另一端接地，第二電容C2的一端連接于第二電阻R2的另一端，第二電容C2的另一端接地，運算放大器的同向輸入端連接于第二電阻R2的另一端和第二電容C2的一端，運算放大器的反向輸入端連接于分壓電阻R4的一端和負反饋電阻R3的一端，分壓電阻R4的另一端接地，負反饋電阻R3的另一端和運算放大器的輸出端連接于第一信號放大電路的同相端。在第二信號濾波電路中，第一電阻Rl的一端連接于第四