光幕靶模擬校驗系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于光學測試技術領域，特別是一種光幕靶模擬校驗系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著光學測試技術的發(fā)展，其在各行各業(yè)的應用也越來越廣泛，如測試戰(zhàn)斗部破片飛行過程中的諸如速度、方向、飛行坐標等參數。
[0003]高壓物理學報刊登的一篇名為“用于小破片群測量的光幕靶測試技術”公開了一種光幕靶，其工作原理是由所構建的光學系統(tǒng)發(fā)射出的平行光幕照射帶有光電轉換的接收模塊，當戰(zhàn)斗部破片穿過光幕瞬間，接收模塊會因戰(zhàn)斗部破片遮住照射的平行光而發(fā)生光電轉換而感受戰(zhàn)斗部破片穿過瞬間，固定的光幕間通過對比時間差和距離通過一定算法便可得出戰(zhàn)斗部破片的飛行參數，但是這樣的測試結果誤差受系統(tǒng)誤差影響較大，想要進一步提高測試結果精度則要計算出系統(tǒng)誤差，系統(tǒng)誤差存在于整個測試系統(tǒng)之中，包括從平行光發(fā)生模塊產生平行光到光電接收模塊接收平行光并進行光電轉換輸出信號的整個過程。現有技術中尚無對光幕靶系統(tǒng)誤差測試問題的描述。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種光幕靶模擬校驗系統(tǒng)，用于測定戰(zhàn)斗部破片飛行參數測定系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差。
[0005]實現本發(fā)明目的的技術方案為:一種光幕靶模擬校驗系統(tǒng)，包括主控箱模塊、平行光幕模塊、光電接收模塊和波形顯示模塊；
[0006]所述主控箱模塊與平行光幕模塊相連，控制平行光幕模塊的通斷，平行光幕模塊產生平行光幕照射到光電接收模塊，所述波形顯示模塊分別與平行光幕模塊和光電接收模塊連接，用于采集并顯示平行光幕模塊和光電接收模塊的瞬態(tài)波形。
[0007]本發(fā)明與現有技術相比，其有益效果為:(I)本發(fā)明的數據采集系統(tǒng)的采樣頻率為I兆赫茲，具有同步采樣功能，具體測出了校準過程中系統(tǒng)的反應時間，經多次試驗其相對不確定度在0.003%以內；(2)本發(fā)明利用主控箱模塊控制平行光幕的通斷實現模擬戰(zhàn)斗部破片穿過光幕瞬間，使其可于室內進行實驗，免去了人力財力和不必要的開支并不存在危險性；(3)本發(fā)明通過多種控制脈沖寬度以及對多對光幕的測試結果取平均值的方法進一步降低了系統(tǒng)誤差；(4)本發(fā)明利用12倍頻的單片機，其精度可達到0.lus，使系統(tǒng)誤差精度在Ius以內，利于實現尚精度系統(tǒng)誤差校驗。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的光幕靶模擬校驗系統(tǒng)的原理框圖。
[0009]圖2為本發(fā)明的待校驗光幕靶的結構示意圖。
[0010]圖3為本發(fā)明的主控箱模塊的原理框圖。
[0011]圖4為本發(fā)明實施例的信號校準原理圖。
[0012]圖5為本發(fā)明實施例的波形顯示模塊采集的系統(tǒng)誤差波形圖。
【具體實施方式】
[0013]根據光幕靶的測速原理，測試結果的誤差由測距誤差和測時誤差兩部分組成，測時誤差由隨機誤差和系統(tǒng)誤差組成；系統(tǒng)誤差產生的原因主要是由于每個光幕傳感器電氣特性或安裝結構有差異，會使系統(tǒng)輸出的測時脈沖信號與激勵之間不一致，從而產生測時誤差。為了改善或減小光幕傳感器測時的系統(tǒng)誤差，通過光電模擬校驗器產生的標準脈沖信號實現光幕傳感器中激光器的控制，模擬飛行彈體穿越光幕的瞬間時刻，對標準光幕測速傳感器輸出信號進行校準，依據校準數據修正標準光幕測速傳感器的系統(tǒng)誤差。
[0014]結合圖1，本發(fā)明的一種光幕靶模擬校驗系統(tǒng)，包括主控箱模塊1、平行光幕模塊
2、光電接收模塊3和波形顯示模塊4 ;所述平行光幕模塊2和光電接收模塊3的數量相同且至少為兩個，每個平行光幕模塊與光電接收模塊一一對應設置，不同平行光幕模塊照射的光幕相互平行；
[0015]所述主控箱模塊I與平行光幕模塊2連接，控制平行光幕模塊2的通斷，平行光幕模塊2與光電接收模塊3設置在同一平面上，使光幕照射到光電接收模塊3的感光部分，波形顯示模塊4分別與平行光幕模塊2和光電接收模塊3連接，用于捕捉兩模塊的瞬態(tài)波形。
[0016]結合圖2，光幕靶模擬校驗系統(tǒng)還包括框架5-1、數據輸出接口 5-3、腳輪5-4、水平調節(jié)蹄腳5-5、電源模塊5-6和滑動導軌5-7 ;平行光幕模塊2和光電接收模塊3構成測速靶面5-2，測速靶面5-2通過滑動導軌5-7可在框架5-1內橫向移動來調整靶面距離，腳輪5-4與水平調節(jié)蹄腳5-5用來移動整個測速系統(tǒng)在地面上的位置，電源模塊5-6為測速靶面
5-2提供工作電壓，數據輸出接口 5-3用來將飛行物體過靶信號發(fā)送給波形顯示模塊4。
[0017]結合圖3，所述高精度模擬校驗系統(tǒng)的主控箱模塊I包括主控電路板1-1、電壓轉換模塊1-4、前面板1-2和后面板1-3，其中前面板包括液晶顯示屏1-2-1、校驗脈寬選擇開關1-2-2、單次/連續(xù)觸發(fā)選擇按鈕1-2-3和校驗周期調節(jié)旋鈕1-2-4，后面板1_3包括10路航空頭1-3-1，用于輸出驅動信號以驅動平行光幕模塊2，其中:電壓轉換模塊1-4與主控電路板1-1相連，為主控電路板1-1和平行光幕模塊2提供工作電壓，前面板1-2上的液晶顯示屏1-2-1與主控電路板1-1相連，用于人機交互反饋當前校驗狀態(tài)，校驗脈寬選擇開關1-2-2與主控電路板1-1相連，用于調節(jié)當前校驗脈寬，單次/連續(xù)觸發(fā)選擇按鈕1-2-3與主控電路板1-1相連，用于選擇單次或連續(xù)觸發(fā)狀態(tài)，校驗周期調節(jié)旋鈕1-2-4與主控電路板1-1相連，用于調節(jié)校驗周期，航空頭1-3-1與主控電路板1-1相連，用于輸出驅動脈沖以驅動平行光幕模塊2。
[0018]所述主控電路板1-1包括數字電路模塊和模擬電路模塊，其中數字電路模塊完成對前面板1-2的液晶顯示屏1-2-1、校驗脈寬選擇開關1-2-2、單次/連續(xù)觸發(fā)選擇按鈕1-2-3和校驗周期調節(jié)旋鈕1-2-4的驅動并輸出數字脈沖給模擬電路模塊，模擬電路模塊將數字電路模塊輸出的數字脈沖進行模擬放大后通過航空頭1-3-1驅動平行光幕模塊2。模擬電路模塊包括第一 NPN三極管和第二 NPN三極管，所述第一 NPN三極管的發(fā)射極與第二 NPN三極管的基極相連，構成兩級放大電路。
[0019]所述校驗脈寬選擇開關1-2-2為五檔位波段開關，所述單次/連續(xù)觸發(fā)選擇按鈕1-2-3為單刀雙擲開關，所述校驗周期調節(jié)旋鈕1-2-4為數字電位器，所述電壓轉換模塊1-4為220v-5vDC開關電源。
[0020]所述平行光幕模塊2包括激光點光源和光學透鏡，所述激光點光源經過光學透鏡發(fā)射出平行光幕。所述光電接收模塊3包括依次連接的硅光電池、整流電路和比較電路，硅光電池作為感光元件，經過整流、比較后輸出光電轉換后的信號。
[0021]所述波形顯示模塊4采用NI公司型號為PXIe-4339的高速數據采集系統(tǒng)。
[0022]下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0023]實施例1
[0024]結合圖1，一種高精度模擬校驗系統(tǒng)，包括主控箱模塊1、平行光幕模塊2、光電接收模塊3和波形顯示模塊4 ;其中主控箱模塊I與平行光幕模塊2連接，控制平行光幕模塊2的通斷，平行光幕模塊2與光電接收模塊3安置于同一平面上，使光幕照射到光電接收模塊3的感光部分，波形顯示模塊4分別與平行光幕模塊2和光