[发明专利]一种埋头弹冲击挤进过程研究用模拟弹丸测速系统

说明书

本发明公开了一种埋头弹冲击挤进过程研究用模拟弹丸测速系统，包括模拟弹丸和加速度测量模块，加速度测量模块固定在模拟弹丸的内部，包括电源电路、加速度传感器、信号调理电路、处理器和Flash；所述模拟弹丸与埋头弹外形、尺寸、重心、质量一致，且具有保护加速度测量模块的功能，所述电源电路为加速度测量模块其余电路提供所需直流电，加速度传感器采集模拟弹丸冲击挤进过程中的加速度模拟信号，加速度模拟信号通过信号调理电路后，将加速度数字信号发送至处理器，并将数据存储到Flash。本发明提供了一种埋头弹冲击挤进过程研究的完整测速系统，具有完全等效、可回收、可靠性高、高g值测量等优点，可对冲击挤进过程中的小信号进行高精度测量。

技术领域

本发明属于弹丸冲击挤进过程技术领域，具体涉及一种埋头弹冲击挤进过程研究用模拟弹丸测速系统。

背景技术

埋头弹是将弹丸全部缩在药筒内，整体呈简单圆柱体或其他较规则形状的一种特殊结构弹药。相对于相同口径的常规弹药而言，埋头弹体积小，重量轻，总体性能好。对于中小口径的自动火炮系统，使用埋头弹会大大缩短全弹长和送弹距离，减少供弹循环时间，从而在提高射速的同时，节省了约的弹药存空间，增加了火炮系统的弹药携带量。由于埋头弹装药结构简单规则，可运用旋转闭锁新原理，有效减少闭锁撞击，使供弹机的结构紧凑，简化了设计。此外，埋头弹火炮系统能在不改变原有炮塔尺寸的条件下换装较大口径的弹药系统，所采用的旋转药室能在缩小火炮系统总体尺寸的条件下提高战斗威力和装甲武器的生存能力。

衡量火炮武器系统先进性的主要指标是内弹道的先进性，而內弹道过程是一个伴随着能量转化的复杂物理化学过程，具有高温、高压、高速及持续时间短等特点，同时伴随有剧烈的震动和冲击，因此，对内弹道过程的速度检测系统有很高的要求。而且，埋头弹冲击挤进过程发生在弹管内部，短时加速度很高，且弹丸发射多伴随烟尘，常用的光学、多普勒效应等测量方式难以应用或测量误差大，此外，实际的埋头弹弹丸内部空间极其狭小，弹载式测量装置无法内置，也不能为测量系统提供充分的保护，这些特点给冲击挤进过程的研究带来了很大的困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种埋头弹冲击挤进过程研究用模拟弹丸测速系统，针对埋头弹内部空间不足以及冲击挤进过程特性，设计完整的模拟弹丸测量系统，以较准确、方便地对冲积挤进过程的加速度进行测量。

本发明采用以下技术方案：

一种埋头弹冲击挤进过程研究用模拟弹丸测速系统，包括模拟弹丸和加速度测量模块，加速度测量模块设置在模拟弹丸的内部，包括电源电路、加速度传感器、信号调理电路、处理器和Flash；电源电路分别与加速度传感器、信号调理电路、处理器、Flash以及串行接口电路连接提供所需直流电，加速度传感器采集模拟弹丸冲击挤进过程中的加速度模拟信号，加速度模拟信号通过信号调理电路后，将加速度数字信号发送至处理器，并将数据存储到Flash中用于进行测速分析。

具体的，信号调理电路包括四电阻差分放大电路、双端低通滤波电路以及16位模数转换器，四电阻差分放大电路增益可调，用于将加速度传感器输出的单端电压信号转换为差分电压信号，双端低通滤波电路对差分信号进行滤波后与16位模数转换器连接，对加速度传感器输出的小电压信号进行测量。

进一步的，加速度传感器的电压信号输出端通过电阻R3与ADA4940型全差分放大器的第8引脚连接，将单端信号转换为差分信号；ADA4940型全差分放大器的第5引脚经电阻R5与第8引脚连接，ADA4940型全差分放大器的第4引脚经电阻R2分两路，一路与第1引脚连接，另一路经电阻R6接GND；差分信号经过双端RC一阶低通滤波回路滤波后输入到AD7915型差分ADC，将模拟信号转换为数字信号。

更进一步的，AD7915型差分ADC第6、7、8引脚分别与MSP430F149处理器的一组SPI通信功能引脚连接，处理器的另一组SPI通信功能引脚与Flash存储器第1、2、5、6引脚连接。