[发明专利]一种超空泡射弹的水下测速装置

说明书

技术领域

本发明涉及水下弹药测速的技术领域，尤其涉及一种超空泡射弹的水下测 速装置，进一步涉及一种基于定距测时原理的接触式水下通靶测速装置。

背景技术

现有弹药测速装置都是用于测量陆上弹药运动速度的，主要有线圈靶、天 幕靶、声靶、线阵CCD、高速摄影、测速雷达等几种方法。由于天幕靶、声靶、 高速摄影、测速雷达等方法受自然环境等影响不适合于水下弹药测速。由于实验 条件的限制，对于水下弹药运动速度的测量方法也已开展过一些研究，但国内目 前没有较成熟的测速装置，已往有采用密封防水线圈靶和光幕靶来测量水下弹丸 运动速，具体如下：

文献1：狄长安，王昌明.线阵CCD测量水下枪弹速度的方法[[J].南京理 工大学学报，200226(3)：1-4。阐述了一种用于水下枪弹技术研究的新型CCD速 度测量系统，探讨了CCD布站方式、系统的工作原理及高速数据采集电路设计方 法等，分析了该系统的测量误差。CCD测速准确度较差，同时对环境条件要求较 高，水下需要安置光照系统，这对水下弹药的野外水下试验一般较难实现操作。

文献2：狄长安，孔德仁，王昌明.单个感应线圈在水下弹丸速度测量中的应 用[J].南京理工大学学报，200731(6)：727-730。该论文为解决单个感应线圈测 速精度较低的问题，提出了以特征半径代替线圈靶半径进行计算以及优化线圈匝 数使感应线圈靶的工作带宽与感应电动势有效带宽相匹配的方法，使单靶测速精 度提高到5％。采用感应线圈测量水下弹药速度，线圈缠绕的均匀一致性、弹丸 过靶姿态、线圈厚度及由之引起的线圈靶的实际半径和等效半径的不一致等都将 影响测量结果的不确定度；线圈靶处在注满水的密封压力容器中不便维修和置 换；同时线圈靶测速装置的安装使用和环境要求使其水下测试可靠性差、精度低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种超空泡射弹的水下测速装置，可以 适应水下30米以内、速度2000m/s以下的高速弹药的野外或室内测速需求，有 较高的测速精度和可靠性。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种超空泡射弹的水下测速装置包括：相互平行且具有设定间距的第一水下 靶和第二水下靶、第一信号滤波电路、第二信号滤波电路、第一信号放大电路、 第二信号放大电路、基于DSP的测速装置；第一水下靶和第二水下靶均具有正负 极，第一水下靶、第二水下靶组成接触型区域装置；其中，第一水下靶的正极、 第二水下靶的正极分别连接电源的正极，第一水下靶的负极、第二水下靶的负极 分别通过第三电阻和第四电阻连接电源的负极，所述第三电阻的一端与第一水下 靶的负极连接，所述第三电阻的另一端与第一信号滤波电路的输入端连接，所述 第四电阻的一端与第二水下靶的负极连接，所述第四电阻的另一端与第二信号滤 波电路的输入端连接；第一信号滤波电路的输出端与第一信号放大电路的同相端 连接，第二信号滤波电路的输出端与第二信号放大电路的同相端连接，第一信号 放大电路的反相端和第二信号放大电路的反相端分别连接匹配电阻的一端，匹配 电阻的另一端接地；第一信号放大电路的输出端、第二信号放大电路的输出端分 别与基于DSP的测速装置的输入端连接；

当射弹通过触型区域装置时，产生≤12V的电压信号，所述电压信号通过信 号滤波电路和信号放大电路进行滤波、放大处理后输出到基于DSP的测速装置， 所述DSP的测速装置根据电压突变幅值判断射弹飞入和飞出设定间距的触型区 域装置时刻，计算出飞过触型区域装置时间间隔，根据设定间距除以测量的时间 间隔计算出射弹飞经触型区域装置的平均速度。

作为优选，所述第一、第二信号滤波电路为二阶有源低通滤波电路，其包 括：第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、运算放大器A、负 反馈电阻R3、分压电阻R4；其中，

在第一信号滤波电路中，第一电阻R1的一端连接于第三电阻的另一端，第 一电阻R1的另一端连接于第一电容C1和第二电阻R2的一端，第一电容C1的 另一端接地，第二电容C2的一端连接于第二电阻R2的另一端，第二电容C2的 另一端接地，运算放大器的同向输入端连接于第二电阻R2的另一端和第二电容 C2的一端，运算放大器的反向输入端连接于分压电阻R4的一端和负反馈电阻 R3的一端，分压电阻R4的另一端接地，负反馈电阻R3的另一端和运算放大器 的输出端连接于第一信号放大电路的同相端；