[发明专利]一种用于测量破片群着靶位置和着靶时间的多通道数据采集装置

说明书

本发明属于杀伤战斗部破片群威力参数测试技术领域，具体涉及一种用于测量破片群着靶位置和着靶时间的多通道数据采集装置。该多通道数据采集装置包括单片机主从通信系统、梳状靶和计算机；其中，单片机主从通信系统由一个主机和多个从机连接而成，从机采集的破片着靶信号一次发送给主机，主机再把信号发送给计算机。利用本发明可以将破片着靶信号转化为相应的I/O口电平信号，可以辨别出破片的着靶位置和对应的着靶时间信息；利用本发明测量破片群着靶位置和对应的着靶时间信息可降低试验成本；本发明尺寸小，结构简单，可提升试验便捷度。

技术领域

本发明属于杀伤战斗部破片群威力参数测试技术领域，具体涉及一种用于测量破片群着靶位置和着靶时间的多通道数据采集装置。

背景技术

破片飞行速度的测量方法多种多样，从最初的串联网靶法、铝箔法，到后来的高速摄影法、梳状靶法，再到光幕靶法，测试手段越来越先进，并且针对特定对象发展出了专门的测试方法。

串联网靶法和铝箔法只能测得单枚弹丸或最先到达靶板的破片的着靶时间，这对于构建战斗部爆炸破片威力场来说远远不够。王高等将串联网靶改进为并联网靶以提高网靶的测试能力，经理论分析及试验验证，发现在一定条件下并联网靶可以测得多枚破片的着靶时间，但精度低，而且未分析破片着靶的间隔时间对该系统的影响。梳状靶的测量原理类似于并联网靶，目前靶场测试主要通过梳状靶法测量破片的着靶时间。为了减少外场试验工作量，钱礼华等设计了一种存储式破片速度测量装置，减少了布设上百米线缆的繁杂工作。高速摄影法主要用于测量战斗部弹道线、起爆位置和飞行速度，李华宁等研究表明，高速摄影法测量战斗部爆炸破片群速度分布时，由于爆轰产物亮光干扰，只能测得极少数破片的着靶时间。

为了测量破片着靶位置及对应的着靶时间，更准确地构建破片场威力模型，有学者设计了光幕靶。倪晋平等设计了一种七光幕阵列，该光幕阵列可通过测量破片在每个光幕上的着靶时间推算出破片的着靶位置，但作者未说明该测试方法所用的数据采集系统工作原理及采样率等。张智诠等基于微控制器设计了一种新型光幕靶，可测试炮弹的着靶位置和着靶时间，但未详细说明测量原理、是否能测量战斗部爆炸破片群着靶位置及对应的着靶时间信息。朱璞等针对机枪弹丸着靶位置和着靶时间问题，基于红外发光二极管和光敏元件阵列设计了一种光电靶，经试验，该装置成功测得了机枪弹丸的着靶位置和着靶时间，但机枪射击时不包含同时着靶的弹丸，且目标区域较小，该装置不适用于战斗部爆炸破片群飞散特性的测量。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种用于测量破片群着靶位置和着靶时间的多通道数据采集装置，以解决如何测量破片着靶位置及对应的着靶时间的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种用于测量破片群着靶位置和着靶时间的多通道数据采集装置，该多通道数据采集装置包括单片机主从通信系统、梳状靶和计算机；其中，

单片机主从通信系统由一个主机和多个从机连接而成，从机采集的破片着靶信号一次发送给主机，主机再把信号发送给计算机；

梳状靶由印刷电路板制成，破片着靶时将梳状靶上相邻的两根靶线导通，转换成单片机可以识别的信号；梳状靶上每根非接地靶线与从机连接，形成一条数据采集通道，通过增加单片机主从通信系统中从机的数量实现多条数据采集通道；通过单片机内部计时器计时，采集完破片着靶位置信息后再将计时器中的数据存储起来，获得破片着靶时间信息；

计算机将单片机采集的着靶位置及对应的着靶时间原始数据通过Matlab编程进行处理，得到可用的破片着靶位置和着靶时间数据。

进一步地，单片机型号为STC12C5A60S2型单片机。

进一步地，单片机的机器周期为一个晶振周期，数据采集频率最高为278KHz。