天幕靶作用参数测试技术

摘要

天幕靶作用参数是指其响应时间和高射速响应性能。在使用天幕靶测速过程中，天幕靶响应时间的不一致性会造成测速误差;当高射速响应性能不足，则会导致在高速连发射击测试中，造成信号失真或丢失。为保证天幕靶测速精度和数据的有效性，需对天幕靶响应时间和高射速响应性能进行定期检测。传统的天幕靶检测主要针对的是天幕靶灵敏度和幕面空间位置两项指标，均未涉及上述参数的检测。本论文研究一种方便快捷、在室内完成天幕靶工作状态检测的方法，对天幕靶故障的诊断、工作稳定性的提高具有重要的意义。本论文研究的成果包括以下几个方面。
　　1)分析了天幕靶作用参数影响因素。分析了天幕靶工作原理，从光电管、信号处理电路、光机结构、弹长、弹速、弹径和天空照度等分析了影响天幕靶响应时间的机理。对比弹丸过幕信号与实际过幕过程，分析了天幕靶过靶信号延迟特性，将天幕靶响应时间影响因素分为反应时间和上升沿延缓时间。
　　2)研究了天幕靶作用参数检测方法。根据信号上升沿延缓特性，基于光电探测器响应时间，确定采用反相的脉冲信号作为LED点光源驱动信号，研究了天幕靶过靶信号特征点提取方法。利用测试电路输出1个模拟弹丸过幕驱动信号，驱动LED点光源产生光能量的瞬时变化，模拟弹丸穿过光幕时产生的物理过程，通过测量驱动信号与天幕靶输出过幕信号的时间，计算天幕靶响应时间。将一组驱动信号按照一定的时间间隔作用于点光源，可检验天幕靶高射速响应性能。论文给出了天幕靶作用参数检测方案。
　　3)设计了天幕靶作用参数检测仪器。设计了一种天幕靶响应时间与高射速响应性能测试电路，主要分为FPGA逻辑时序的设计及外围硬件电路的设计。FPGA逻辑电路以计数器为基础单元，实现响应时间和高射速响应性能检测脉冲信号。外围硬件电路以外部波段开关和拨码盘输入数据，通过单片机处理并进行地址分配，输出给FPGA。绘制了检测仪前后面板结构图纸，设计了单片机程序，最终完成信号监测仪的装配。
　　4)利用检测仪器对天幕靶作用参数进行检测试验，分析测量数据。根据测试方法，测得天幕靶响应时间大小和最大射频。经试验验证:设计方案满足天幕靶作用参数检测精度要求，设计的测试电路能够实现天幕靶响应时间及高射速响应性能参数测量。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究的目的和意义

1．2 天幕靶研究现状

1．3 天幕靶性能参数测试研究现状

1．3．1 天幕靶检定方法现状

1．3．2 光电二极管响应时间检测方法

1．3．3 LED响应时间检测方法

1．4 本论文研究主要内容

2 天幕靶作用参数影响因素分析

2．1 光电管影响因素分析

2．1．1 光电管伏安特性

2．1．2 光电管频率响应特性

2．1．3 光电管光谱特性

2．2 天幕靶信号处理电路影响因素分析

2．3 外部因素对作用参数的影响

2．4 弹丸过幕信号特性分析

2．5 本章小结

3 天幕靶作用参数测量方案

3．1 信号分析及信号特征点提取

3．2 天幕靶响应时间与高射速响应性能检测

3．3 本章小结

4 天幕靶检测仪设计

4．1 检测仪硬件电路设计

4．1．1 单片机主控电路

4．1．2 外部数据读取电路与显示电路

4．1．3 FPGA外围电路与电平转化电路

4．1．4 脉冲信号驱动电路

4．2 FPGA逻辑电路设计

4．2．1 地址译码模块

4．2．2 数据分时装载模块

4．2．3 高精度计数模块

4．3 单片机程序设计

4．4 检测仪面板设计

4．5 本章小结

5 试验与结果分析

5．1 测试方法

5．2 试验与结果分析

6．1 总结

6．2 存在问题和展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

声明

附录