红外测速光幕靶改进及测量精度分析
光幕靶测速系统的优势
光幕靶测速系统的优势李晋利摘要:光幕靶是速度测试中常用的区截装置，因其操作简便、测量精度高、稳定可靠等优点，但在大口径弹丸测速上由于强烈的冲击波和振动造成严重的光切割，使得光幕靶未能得到有效的使用。
本文主要就如何排除这些干扰因素，使光幕靶适用于大口径弹丸内弹道初速测速进行了分析，提出了光幕靶应用于大口径弹丸测速的方法，论述了光幕靶测速系统的优势。
主题词：光幕靶、振动、光栅、光幕、计算机、采集板光幕靶是一种以光电转换技术为核心的探测弹丸到达空间指定位置时刻的仪器，两台光幕靶与一台测时仪器配合，用来测试弹丸的飞行速度，光幕靶由于采用光电转换原理，属于非接触测量，测量精度优于其他原理的测量仪器，国内最早出现的光幕靶是在２０世纪８０年代，经过三十多年的发展，光幕靶已逐步替代钢板靶、网靶以及线圈靶实现弹丸速度的测量，尤其是小口径弹测试中得到了很好的应用，但在大口径弹、亚音速弹的应用上还存在障碍。
一、区截法测速原理内弹道测速方法一般采用的是平均法测速，而平均法最典型又是区截法测速，它是在发射管前方设置两个测速靶，配合相应的测时仪器进行速度测试。
弹丸发射时，当弹丸经过第一个靶时产生一个信号，该信号传输给测时仪器，测时仪器开始计时，当弹丸经过第二个靶时，产生第二个信号，该信号传输给测时仪器，测时仪器停止计时。
根据弹丸经过两靶的时间和两靶之间的距离，用距离除以时间就是弹丸经过两靶的平均速度二、区截装置的分类当前内弹道测速主要使用的区截装置有：钢板靶、网靶、箔靶、线圈靶、天幕靶、光幕靶等等，各有各的特点。
钢板靶是一块钢板上面装有两个惯性断路器，弹丸打到钢板上钢板摆动，惯性断路器断开，状态改变，它只能使用在小口径弹上；网靶是一个靶框上面绕有镀银铜丝，当弹丸经过时打断铜丝，铜丝由导通变为断开，状态改变，缺点是靶的松紧度带来隐形靶距误差，不能使用真引信，需人工缠绕靶线；箔靶是一个中间是绝缘纸两面是铝箔的铝箔纸，当金属弹丸穿过靶纸后靠弹丸的金属部分接通了两面铝箔，铝箔由断开状态变为导通状态，状态改变，缺点也是不能使用真引信，另外当弹丸接触它时，发生使铝箔和绝缘层受力、拉伸和破裂过程，存在着靶距误差，所以箔靶只能用于小口径弹丸；线圈靶是一个绕有漆包线的线圈，当带磁性的弹丸经过线圈时会产生感生电流，以此作为特征信号计算速度，缺点是只能用于可磁化弹丸；天幕靶是带有镜头和狭缝的光电管，接受自然光，当其视场内有弹丸经过时，光电管上电流发生变化，以其变化作为特征信号计算速度，缺点是受外界光线影响明显；光幕靶与天幕靶类似只是将自然光改为人工光源，可避免受制于外界光线。
基于红外光幕靶的曳光弹测试技术研究的开题报告
基于红外光幕靶的曳光弹测试技术研究的开题报告一、研究背景和意义曳光弹是一种能在空中产生明亮光芒的弹药，常用于对空射击、机动目标打击等任务中。
在测试曳光弹性能时，需要在弹道轨迹中确定其航迹、高度、速度等参数，这对于优化弹药设计和提高命中率是至关重要的。
传统的测试方法采用烟雾弹、摄像机等设备捕获曳光弹的轨迹，但存在不稳定、易受环境影响等缺陷。
而基于红外光幕靶的测试技术具有响应速度快、精度高、适应性强等优点，因此成为研究的热点之一。
本研究旨在基于红外光幕靶进行曳光弹测试技术的研究，以提高测试精度和可靠性，为曳光弹设计、制造和实战提供技术支持。
二、研究内容和方法1. 红外光幕靶的原理和特点：介绍红外光幕靶的工作原理和结构特点，分析其在曳光弹测试中的优势和应用范围。
2. 曳光弹测试装置设计：根据红外光幕靶的特点和曳光弹的运动规律，设计曳光弹测试装置，包括曳光弹发射装置、靶场布置、光电测试设备等。
3. 曳光弹测试方法研究：基于红外光幕靶的测试方法需要结合光电测量技术，分析测试过程中需要测量的参数、数据处理方法等，并进行实验验证，确定测试方法的可行性和精度。
4. 曳光弹测试结果分析：通过对测试结果的分析和比较，评估基于红外光幕靶的曳光弹测试技术的可靠性和优越性，为曳光弹的设计、制造和实战提供技术支持。
三、研究进度安排1. 阶段一（1-2个月）：对曳光弹和红外光幕靶技术进行理论研究，明确研究方向和目标。
2. 阶段二（2-4个月）：设计曳光弹测试装置，包括曳光弹发射装置、靶场布置、光电测试设备等。
3. 阶段三（4-6个月）：研究基于红外光幕靶的曳光弹测试方法，包括测试参数、数据处理方法等，进行实验验证。
4. 阶段四（6-8个月）：分析和比较测试结果，评估基于红外光幕靶的曳光弹测试技术的可靠性和优越性，撰写论文或报告。
四、研究预期成果1. 建立基于红外光幕靶的曳光弹测试技术，提高测试精度和可靠性。
2. 确定曳光弹测试方法的测试参数和数据处理方法，为曳光弹设计和制造提供技术支持。
光幕靶测试系统测量不确定度分析
２ 测 量 不 确 定 度 分 析
激光 光 幕靶 测试 系统 采用 间接测量 弹丸 速
度 的计算 公 式 为 ：
一
（） 集 仪 采 集 时 间 精 度 为 ２ ｓ 以 ４ ２采 ５ｎ （ ０
第 ２卷 ９
２０ ０ ９年
第５ 期
９月
核电子学与探测技术
Ｎｕ ｌａ ｌｃｒｎｃ ｃ ｒ ｅｔｏ ｉ ｅ Ｅ ｓ＆ Ｄｅｅｔ ｎＴｅｈ ｏｏ ｙ ｔｃｉ ｃ ｎ ｌｇ ｏ
Ｖｏ ９ Ｎｏ ５ Ｌ２ ．
ｓ ｐ ２ ０ ｅ． ０ ９
光 幕 靶 测试 系统 测 量 不 确 定 度 分 析
收稿 日期 ：０ ９０ —０ ２０ —３３
作者简介 ： 唐孝容 （ ９ ５ ） 女 ， １ ７ 一 ， 硕士研 究生 ， 研 ， 助 主 据集 — 堡 — 数采 ｒ叫 祥 形 嘉 葬 崭
图 １ 系统测试框 图
激 光
误 差组成 。
｜ ／ ｌ
ｆ
／
（） 电接 收器 的技 术参 数 可知 ： 电接 收 １光 光 管 延迟 时 间 １ ０ｎ ， 、 两 个 靶板 均采 用相 同 ０ ｓ前 后 延 迟 时 间 的光 电接 收管 ， 据相 关 武 器 研 制 的 根
图 ２ 系统测试示 意图
经验 ， 在延迟时间相同的条件下 ， 测试结果 的判
Ｌ△ ／
（） １
ＭＢ采集速度计算） 即最大时间误差为 ２ ｓ ， ５ｎ ；
（） ３ 电缆 长 度 引起 的 时 间误 差 为 ５ｎ ／ ｓｍ，
由公 式 （） 以看 出 ， 成测 量误差 的 因素 １可 造 有 两 个 ： 块 光 幕靶 之 间 的距 离 Ｌ 和弹丸 穿越 两
提高光电型红外转速传感器测量准确度的方法
提高光电型红外转速传感器测量准确度的方法王 凡,孙文丰,李晓青(信息产业部电子第四十九研究所,黑龙江哈尔滨150001)摘 要:在应用中容易受阳光和照明光线等杂散光线的干扰。
采用跟踪动态电平的平均值电路、适当的光学及机械结构、单片机解决这一问题,使光电型红外传感器在非接触转速测量中的抗扰能力和测量准确度都会有明显提高。
在调速系统和机械振动位移系统中将有着广泛的应用。
关键词:光电型红外传感器;转速;测量准确度中图分类号:TP212 文献标识码:A 文章编号:1000-9787(2002)11-0042-03Method of improving the measurement accuracy of photoelectricinfrared rotation speed sensorWAN G Fan,SUN Wen2feng,L I Xiao2qing(The49th R esearch institute of E lectronics,Ministry of information industry,H arbin150001,China)Abstract:Photoelectric infrared sensors are ob jects to the interference of sunlight and illumination light.Adop2 ting average circuit,optical and mechanical structure and the singe chip processor,the problem is resolved,Theca2 pability of anti2interference and measurement accuracy are improved obviously in non2contact rotation speed mea2 surement.The methods will have com prehensive use in s peed governor and mechanical vibration dis placement system.K ey w ords:photoelectric infrared sensor;rotation s peed;measurement accuracy0 引 言转速测量的方法是利用交流或直流测速发电机,与被测旋转体同轴安装,测速发电机的输出电压经整流滤波,由电位器滑动点传出信号,这种方法属于接触式直接转速测量,存在着易受电磁干扰和体积大、安装结构复杂等缺点。
影响红外测温系统精度的主要因素及解决方法浅析
除此以外，我们在实际检测时，发现风力状况也影响到测温的精度，为此，我们查阅了一些相关资料，发现瑞典国家电力局早已为此经过了多次实验并定义了下面的公式作为风力影响的修正:
T01＝T02 × （V1／V2）＝T02 ×√V1／V2
T01―――在风速V1下的过热温度
大气窗区在大气辐射和遥感探测方面都具有重要意义，例如可见光窗区使我们能得到太阳的光和热，用于可见光摄影；红外窗区被广泛地用作热成像遥感，常用的卫星云图就利用红外窗区进行“拍摄”；气象雷达和卫星通信的波长都选在射电窗区。为了发展卫星遥感技术，大气窗区衰减机制和透过率的研究具有很大的重要性。
二氧化碳对红外线吸收波段为多少呢？
许多文献著作中都有物理常数表，但由于ε是随测量条件不同而变化的，因而在使用这些数据前必须检查测量条件，包括材料的材质，材料的温度，表面的状况等。值得一提的是，在检测外壁上涂有除腐涂层的容器时，一定要注意涂层是否有脱落，减薄，不均等现象，因为测点位置的错误很可能导致错误的温度数据，所以在现场要灵活运用，综合分析。
T02―――在风速V2下的过热测度
该公式适用于室外的强制对流（风正面吹向物体）条件。例如：风速V1＝4m／s时测得过热温度为T01＝10℃，那么在风速V2＝1m／s的条件下，过热温度T02可得为：
T02＝10×√4／1＝20℃
2.4热像仪的稳定性
红外窗区 在红外波段，大气中的主要吸收成分是水汽、二氧化碳和臭氧，其中尤以水汽为最重要。水汽在1.1、1.4、1.9、2.7、6.3 微米附近和13微米以上有一系列吸收带。二氧化碳的吸收带中心位于2.7、4.3和14.7微米附近。 臭氧的吸收带中心位于4.7、9.6和4.1微米附近（见大气吸收光谱）。这些吸收带间的空隙形成一些红外窗区,如1.05、1.25、1.65、2.3、3.8、4.0微米附近，但最主要的红外窗区是8～13微米波段,它比较宽，而且除9.6微米臭氧吸收带外,别无其他强烈的吸收。红外窗区中的常用激光发射波长有1.06微米（钇铝石榴石激光和钕玻璃激光）和10.6微米(二氧化碳激光)，都是透过率很好的波段。在红外波段，大气分子和气溶胶的散射衰减比可见光窗区要小得多。
提高红外测温准确性的方法
.提高红外测温准确性的方法在现场进行设备红外检测和故障诊断时，往往受到一系列主客观因素的限制，以致影响检测故障的准确性和诊断的可靠性。
因此，为了提高故障检测与诊断效果，除了正确运用分析处理方法以外，还必须对影响检测结果的各种因素，有充分的估计和预想。
采取相应的对策和技术方法，使各种不利因素的影响降低到最小程度。
1.1测温准确性设备故障红外诊断最核心的问题，是要求准确地获得被测设备的温度分布或故障相关部位温度值与温升值。
这个温度信息不仅是判断设备有无故障的依据，也是判断故障属性、位置、严重程度的客观依据。
因此，对被测设备故障相关部位温度的计算与合理修正，将是提高检测设备表面温度准确性的关键环节。
然而在现场进行设备红外检测时，由于检测条件和环境的影响变化，可能导致同一设备因检测条件不同，而得到不同的结果。
因此，为了提高红外检测的准确度，必须对现场检测过程中或对检测结果的分析处理中，采取相应的对策与措施或选择良好的检测条件，或对检测现场结果进行合理的修正。
如作业人员的组织培训，计划的制定，受检对象的选择，检测仪器的准备，检测位置的选择或设定等等。
1.2运行状态的影响与对策电气设备故障无论是电流效应引起的发热故障(导电回路故障)，发热功率与负荷电流值的平方成正比。
电压效应引起的发热故障(绝缘介质故障)，发热功率与运行电压的平方成正比。
因此，设备的工作电压和负荷电流的大小，将直接影响到红外检测与故障诊断的效果。
泄漏电流的增大，能造成高压设备部分电压不均匀。
如果没有加载运行或者负荷很低，则会使设备故障发热不明显，即使存在较严重的故障，也不可能因特征性热异常的形式暴露出来。
只有当设备在额定电压下运行，而且负荷越大时，发热及温升才越严重，故障点的特征性热异常也暴露得越明显。
因此在进行红外检测时，为了能够取得可靠的检测效果，要尽量保证设备在额定电压和满负荷下运行，即使不能做到连续满负荷运行，也应编制一个运行方案，以便在检测前和检测过程中，能让设备满负荷运行一段时间(如4～6h)，使设备故障部位有足够的发热时间，并保证其表面达到稳定温升。
提高光电型红外转速传感器测量准确度的方法
提高光电型红外转速传感器测量准确度的方法提高光电型红外转速传感器测量准确度的方法包括以下几个方面:
1. 光学和机械结构优化：采用适当的光学和机械结构，可以降低杂散光线对传感器的干扰，提高传感器的抗干扰能力。
例如，可以采用多层光学涂层和精密机械制造技术，使得传感器表面尽量保持光滑和完整，减少光线反射和折射的影响。
2. 跟踪动态电平的平均值电路：采用跟踪动态电平的平均值电路，可以有效降低杂散光线对传感器测量的干扰。
这种电路可以实时监测传感器输出信号的动态电平，当遇到杂散光线时，自动降低传感器的输出信号强度，减少干扰对测量准确度的影响。
3. 适当的算法优化：采用适当的算法优化，可以提高传感器的测量准确度。
例如，可以采用基于模糊算法的优化方案，通过对传感器测量结果进行模糊分析，可以有效排除干扰因素，提高测量准确度。
4. 优化响应频率：优化传感器的响应频率，可以提高传感器的测量准确度。
例如，可以采用高速采样电路和数字信号处理技术，使得传感器可以快速响应信号变化，减少测量误差。
总结起来，提高光电型红外转速传感器测量准确度需要从光学和机械结构、电路算法等多个方面进行优化。
通过合理的设计和实际应用，可以提高传感器的抗干扰能力和测量准确度，满足各种应用场景的需求。
如何提高红外测温仪测量的准确性研究
如何提高红外测温仪测量的准确性研究发布时间：2022-05-12T01:29:18.661Z 来源：《中国电业与能源》2022年3期作者：马骏，秦涛，邹燕习涛[导读] 本文主要对影响红外测量仪测量准确性的因素进行分析，包括对环境、距离以及发射率等方面进行深入研究，同时也介绍了其构成以及自身使用的特点。
马骏，秦涛，邹燕习涛襄阳市公共检验检测中心，湖北襄阳 441100摘要：本文主要对影响红外测量仪测量准确性的因素进行分析，包括对环境、距离以及发射率等方面进行深入研究，同时也介绍了其构成以及自身使用的特点。
本文在对红外测温仪测量准确性的研究方面，通过采用实际的实验进行模拟分析，最终根据实验数据表明。
对测温结果进行更正的方法在下文进行详细介绍。
对于改善测温数据的准确性，通过数据更正、确保环境温度、改善物理状态这三个方面进行分析。
关键词：测量；因素；准确性；红外测温仪随着我国科技技术的不断发展，在产品生产、产品质量检测和控制，以及设备故障排查与修理等各个方面，都会广泛应用到红外测温仪。
一、红外测温的原理红外测温根据不同的角度去观察可以发现该方法在使用的过程中执行的原理也是各不相同。
该检测方法依据黑体辐射定律进行分析发现，该原理可以不接触物体进行监测，极大程度方便了监测的步骤。
通过将热电偶和热电阻进行结合生成的探测器可以对物体的某一点进行测试。
根据绝对零度的物质都会放射出辐射这一基础性原理且辐射能量的大小和物质的波长、温度有密切相关的联系，之后结合测试的数据以及相关公式进行计算就可以得到相关的辐射值。
二、红外测温的构成与特点在组成红外测温的器件中主要包括的元件有光学系统、信号处理、信号输出显示器、光学探测组件等多个方面组成了红外测温仪，红外测温仪具有以下四种特点：（1）具有非接触性，与被检测的物体不发生任何的接触，就不会被测物体的温度状态产生影响。
（2）测量范围较广：在对需要进行探测的物体进行探测时，通过该探测器可以很快的得到探测的结果，主要原因就在于该探测器具有极为广泛的探测范围，在零下几十摄氏度到上千摄氏度范围区间内都可以有效且精准的探测到检测物品的辐射指数，但该检测器在具有广泛的探测范围的优点的同时也有不可忽略的缺点，该检测器在进行探测时，探测到的数据由于外界的影响不够精确，且各个测温仪对同一物品进行探测的过程中会出现不同的探测结果，影响其探测结果的主要因素还包括测温仪的探测范围，不同的测温仪具有不同的测量范围，需要根据实际情况进行挑选最合适的测温仪以保证测试得到的结果足够的精确，通过实践结果发现，当需要测量的物品温度变化范围越宽，测温的准确性将会有所降低，当物品的温度变化越低即测温范围越窄，其信号分辨率越高，所测量的准确性更高。
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红外测速光幕靶改进及测量精度分析＊
高 芬 , 安 莹 , 倪晋平 , 马时亮
(西安工业大学 光电工程学院 , 西安 710032)
摘 要 : 为提高 XGK-2002 型红外测速光幕靶的测量精度及安装调试速度 , 提出采用双辅助 激光器实现光源和接收精确对准的光幕靶改进方案 .在现有红外测速光幕靶工作原理及结构 基础上 , 对光源和接收对准中存在的问题进行了探讨 , 分析了其影响 .提出了在光幕靶两端分 别设置一激光器实现对准的光幕靶改进方案 , 并从测时误差及靶距误差两方面对改进后测量 精度进行了分析 .结果表明 , 改进后的光幕靶可快速 、直观的实现光源和接收的对准 , 测试精度 及安装可靠性提高 , 改进后测速精度可达到 1 ‰. 关键词 : 弹丸速度测量 ;红外光幕靶 ;激光对准 ;测速精度 中图号 : T J012 .3 文献标志码 : A
6 mm .激光器 1 采用透射瞄准方式 , 激光器 2 采 用反射瞄准方式 .
由式(1)可知测速相对误差计算公式为
ΔV V
=
ΔS S
+
Δt t
(2)
可见 , 测速相对误差由测距和测时 两部分误
差组成 .
3 .2 .1 测距误差
对光幕 靶测距 误差 通常 从以 下 四个 方面 考 虑[ 6] :弹 道不 垂 直 于测 试 光 幕引 起 的靶 距 误 差
对有效靶面为 1 m ×1 m , 靶距为 2 m , 采用一 体化靶架的改进型光幕靶进行精度分析 .
端分别固定一红光点状半导体激光器 , 激光器光斑 直径为 1 m m , 阵列光源上端狭缝光阑 3 中心延长 线上设置一字刻线 , 阵列光源下端狭缝光阑 3 的中 心延 长线上 设置一 圆形反 射镜, 有效 口径为
度不是米的整数倍时 , 取接近的较大的整数倍 .设
采用 5 m 长度钢卷尺测量靶距 S , 则按照 Ⅰ 级精
度 , 计算得靶距为2 m 的示值误差为 0 .3 mm , Ⅱ 级
精度示值误差为 0 .7 mm . ②环境温度引起的靶距误差[ 9] ΔS 22
钢尺鉴定时的标准温度为 15 ℃, 而使用温度
差 .由于实际光幕是不可见的 , 仅依靠光幕靶本身
机械结构很难保证光源和接收对准 , 实际调试中常 出现光幕靶部分区域无探测信号或光幕面上下对 称位置信号幅值差异很大等情况 .为此本文在对现 有 XGK-2002 型红外测速幕靶光源 、接收对准中存 在的问题进行深入分析的基础上 , 提出采用辅助激 光器实现对准的光幕靶改进方案 , 在光幕靶两端分 别设置一点状激光器实现对准 , 以提高光幕靶测试 精度 , 并从测时误差及靶距误差两方面对改进后测 速精度进行了分析 .
第 3 期 高 芬等 :红外 测速光幕靶改进及测量精度分析
207
图 4 几种光源和接收对不准情况
Fig .4 Seve ral kinds o f dislocatio n betw een lig ht so urce a nd receive r
3 改进及测量精度分析
ΔS1 、靶距测量误差 ΔS2 、两靶光幕不平行引起的靶
距误差 ΔS3 、光幕厚度不均匀性带来的靶距测量误
差 ΔS4 .而通过上节的分析可知 , 实际上单个光幕 对准引入的测距误差 ΔS5 对测速误差有非常大的
影响 , 必须考虑 .
图 5 改进系统示意图 Fig .5 Schema tic of impro ved sy stem
弹丸速度和立靶密集度是衡量武器系统对目 标射击效果的主要特征参数 , 也是枪 、药 、弹的生产 厂家在产品检验中主要测量的技术指标[ 1] .常规测 量弹丸飞行速度的装置有网靶 、线圈靶 、天幕靶 、光 幕靶等 , 测试均基于定距测时的区截原理 .目前 , 在 室内靶道测试中 , XGK-2002 型红外测速光幕靶因 其结构简单 、操作简便 、性能稳定 、成本低廉 、可以 测试各种材质及各种口径弹丸等特点 , 在兵器测速 领域获得了广泛使用 , 并由此发展了四光幕交 汇[ 2-3] 、六光幕交汇[ 4-5] 红外光电立靶等弹丸密集度 测试系统 .
DO I :10.16185/j .jxa .2010.03.012 第 30 卷第 3 期 西 安 工 业 大 学 学 报 Vo l.30 No .3 2010 年 06 月 Jo urnal o f Xi' an Technolo gical U nive rsity Jun.2010
现有 XGK-2002 型红外测速光幕靶采用一字 线阵列的红外发光二极管作为光源 , 一字线阵列的 红外光电二极管作为接收 , 光源和接收分别固定于 靶架两侧 , 构成具有一定有效靶面的探测光幕 .该 结构中单个光幕的光源和接收在阵列长度上是否
精确对准将直接影响光幕靶的测速精度及可靠性 . 若对不准 , 光幕靶实际测量精度与仅考虑两光幕不 平行引入的误差的理论精度[ 6] 间将存在较大的误
一种是分离型 , 如图 3(a)所示 , 光源和接收采 用悬臂的结构分别固定于铝型材或铝合金矩形管 材所制成的靶架的两侧 , 通过固定连接块与靶架相 连 .该结构常用于 1 m ×1 m 的大靶面光幕靶 .另 一种是一体化型 , 如图 3(b)所示 , 光源装置与接收 装置两端通过螺钉与上下连杆固定为一体 , 构成单 个光幕靶整体 , 通过在靶架上设置固定连接块及锁 紧装置 , 用 4 个固定连接块及锁紧装置将单个光幕 靶固定至靶架构成单个 测试光幕 , 该结构常用于 330 mm ×400 mm , 或 500 mm ×500 mm 的小靶面 光幕靶 .
由于实际光幕是不可见的 , 现有光幕靶调试中 光源和接收是否对准只能依靠示波器监测靶面内 各点信号输出的大小决定 .测试结果表明 , 依靠光 幕靶本身结构很难保证光源和接收对准 , 实际调试 中常出现光幕靶部分区域无探测信号或光幕面上 下对称位置信号幅值差异很大的情况 , 其调试过程 需反复调整再测试 , 逐步逼近理想位置 .该调试过 程复杂 、耗时且精度不高 , 且使用一段时间后由于 靶架变形或安装地点变化光源和接收需重新对准 , 现有结构的不足给用户方的使用带来很大困难 , 为 此本文提出采用辅助半导体激光器实现对准的光 幕靶改进方案 .
1)弹道不 垂直于测 试光幕 引起的 靶距误 差 ΔS 1
ΔS1 主要由飞行弹丸弹道与光幕不垂直角度 γ1 的大小决定 , 对于靶距 S =2 m , 设飞行夹角 γ1 不大于 1°, 则 ΔS1 =S/ co sγ1 -S =0 .3 mm
2)靶距测量误差 ΔS 2 两靶间的距离通常采用钢卷尺测量 , 靶距测量 误差 ΔS2 主要由所用钢卷尺的本身的示值误差 、环 境温度变化 、操作读数误差等综合决定 . ①钢尺示值误差引起的靶距测量误差 ΔS21 可依据国标 QBT 2443-1999 的规定计算 .该规 定指出钢卷尺自零点端起到任意线纹的示值误差
一般在 -10 ℃ ～ 40 ℃范围内 , 钢尺的线膨胀系数 为 α=-11 ×10-6 .因此环境温度的变化将引起钢
＊ 收稿日期 :2009-12-07 基金资助 :国家自然科学基金(60972005) 作者简介 :高芬(1980-), 女 , 西安工业大学讲师 , 西安交通大学博士研究生 , 主要研究 方向是靶 场光电测 试技术 、光 学非球面 检测技 术等 .E-mai l :gaofen8128 @163 .com .
机械装调时首先需对两激光器进行调试 , 使得 激光光束经光阑 2 垂直出射 , 激光光束中心与光阑 1 、2 组成的光幕对称中心重合 , 激光器调试好后即 可用于对准 .
对准前先用吊重锤的方法初略调整接收装置 , 使得光幕与水平面基本垂直 , 再打开激光对准系统 进行对准 .首先打开激光器 1 , 调节光源装置上端 平移部件 , 使得激光中心对准光源上端一字刻线 , 其次打开激光器 2 , 调节下端平移部件 , 使得激光
图 3 红外光幕靶结构及固定方式 Fig .3 The structure and fixed mode of infrared lig ht screen
2 光源和接收对准中存在的问题
如图 3(a)中所示光幕靶 , 由于光源 装置和接 收装置分别固定于型材靶架两侧 , 该结构中阵列光 源和阵列接收是否精确对准将直接引起光幕靶的 测速精度及可靠性 .从图 1 可知 , 要使光源和接收 对准即要使得窄长狭缝光阑 1 , 2 , 3 的对称中心共 面 .通过分析可知 , 光源和接收可分解为如下三种 对不准的情况 :①光源和接收平行但不共面 , 即光 源相对接收存在沿 Z 方向的平移 Δ;②光源和接收 相对倾斜 , 即光源相对接收存在绕 X 轴的转动 ;③ 光源和接收相对偏转, 即光源相对接收存在绕 Y 的旋转 , 具体如图 4 所示 .实际光源和接收的对准 可能为上面三种情况中一种或几种情况的组合 , 这 将导致相同弹丸过靶面时 , 靶面内输出信号大小不 一致或部分区域无信号 , 直接影响测试性能 .图 3 (b)中采用上下连杆将光源和接收固定为一整体 , 一定程度改善了光源和接收对不准的情况 , 但实际 调试中发现 , 对称区域输出信号幅值仍可能相差一 半.
用 .如图 2 所示 , 将两套光幕靶平行放置于预定的 弹道上 , 当弹丸穿过第一个光幕时会遮挡一部分光
线 , 引起接收装置光电器件上的光通量发生变化而
产生微弱变化的光电流信号 , 经过后续电路处理 ,
启动计时系统开始计时 , 当弹丸穿过第二个光幕时
停止计时 , 由计时 系统给出弹丸飞 过 S , 则弹丸在此距
离 S 内的平均速度为
V =S/ T
(1)
图 2 光 幕靶测速示意图 Fig .2 T he schematic o f velo city mea surement
基于上述原理的 XGK-2002 型红外光幕靶依 据光源装置和接收装置固定方式的不同可分为两 种结构形式如图 3 所示 .