一、概述

  彈丸參數(shù)測試是靶場測試的一項主要內(nèi)容。其中，彈丸速度是衡量火炮系統(tǒng)對目標射擊效果的主要特征參數(shù)，也是目前火炮、彈丸、特種玻璃生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品檢驗中的主要的技術(shù)指標，在發(fā)射藥鑒定試驗和穿甲試驗中需要測量彈丸的初速和著速，有時確定彈道系數(shù)和彈形系數(shù)也與測速有著密切的關(guān)系?？傊鞣N類型的射擊都需要測量彈丸的速度。

目前，彈丸速度的測量主要采用2種方法：一種是測量彈丸飛過一段已知距離(S)的時間(t)，由公式V＝S/t可求得已知距離的平均速度V，其主要測試儀器有網(wǎng)靶、線圈靶、天幕靶和光幕靶等；另一種速度測量方法是應(yīng)用多普勒雷達技術(shù)，本產(chǎn)品為成都科大勝英科技有限公司研發(fā)生產(chǎn)的——激光測速光幕靶。

采用多普勒雷達有其技術(shù)上的先進性，但是由于測量小反射面積的彈丸時，誤差較大，國內(nèi)較少采用。

網(wǎng)靶、線圈靶成本低廉，但因其測量原理是彈丸擊斷導(dǎo)線或電路線引發(fā)電脈沖，所以測量過程引起的干擾很大，造成測量誤差增大；另外網(wǎng)靶、線圈靶的測量原理確定了其不能重復(fù)使用，重復(fù)測量的時間成本和維護成本都比較大。

而天幕靶和光幕靶以其精度較高，使用方便，可重復(fù)使用等優(yōu)勢，在彈丸測速市場占據(jù)較大份額。

由于天幕靶以天空背景光作為光源工作，在對亞音速彈測量時，聲音超前彈丸到達光幕面，聲音壓縮空氣引起空氣折射率改變，使進入天幕靶鏡頭的光能量改變，容易造成天幕靶誤觸發(fā)，從而引起測量誤差的增大。

光幕靶是一種用于測試飛行彈丸速度的區(qū)截裝置，主要用在低伸彈道的彈丸初速測試中。它既可以用于測試金屬彈丸，又可以用于測試非金屬彈丸。由于采用了人工光源，不受自然條件的限制，再加上靈敏度和測試精度高，操作簡單等優(yōu)點，在國內(nèi)大部分靶場得到了廣泛的應(yīng)用。

光幕靶測試中的主要干擾是沖擊波干擾，是由于彈丸發(fā)射時形成的沖擊波所致。對于超音速彈丸來說，并不會對測試結(jié)果產(chǎn)生影響，沖擊波以聲速傳播，彈丸先于波陣面之前到達靶面產(chǎn)生觸發(fā)信號。但對于低音速和近音速彈丸來說，彈丸的速度低于沖擊波的傳播速度，沖擊波的波陣面先于彈丸到達靶面產(chǎn)生觸發(fā)信號，如果將第一個觸發(fā)信號作為測試的最終觸發(fā)信號，就會給測試帶來很大的誤差。在高精度的測試中需要解決這些干擾對測試產(chǎn)生的影響，以提高測試的準確性和精度。

目前國內(nèi)的光幕靶主要有三種形式：

1、中科院自動化所提出的光柵及光電二極管陣列測試法，其示意圖見圖一。圖中1為防護擋板，2為光源和光柵，3為光幕靶框架，4是光電二極管陣列，5為激光光束.

2、西安工業(yè)學(xué)院提出的光纖編碼立靶，其示意圖見圖二。將扇形天幕用光導(dǎo)纖維分成若干個小扇形，每組光纖的端面為一矩形 ,通過鏡頭成像 ,形成一個小扇形天幕。若干個矩形端面在鏡頭像面處排列成線陣 ,就構(gòu)成了具有較大角度的扇形天幕 。每組光纖的另一端與一個光電敏感面相接。這樣 ,彈丸過扇形不同區(qū)域時 ,會有不同的光電管信號反應(yīng)出來，兩臺天幕靶正交布置 ,可將兩天幕的重迭視場分割成若干小塊 ,這樣就可判定彈丸穿越此平面時的坐標。

3、激光二極管陣列和光電二極管陣列構(gòu)成的光幕靶。其示意圖見圖三。

圖中1為激光二極管陣列，3為光電管陣列，4是光幕靶框架，2為激光光束陣列。

當(dāng)彈丸穿越光幕靶時，遮擋激光光束陣列從而在光敏管處產(chǎn)生脈沖信號。

在分析現(xiàn)有光幕靶測量速度的基礎(chǔ)上,本公司開發(fā)了性能*的激光光幕靶測速系統(tǒng)。

一個典型的1000X1000 mm2的光幕靶示意圖如下圖四：

圖四：光幕靶示意

系統(tǒng)的區(qū)別于其他公司現(xiàn)有產(chǎn)品的*之處：

1、采用*的技術(shù)形成連續(xù)的激光光源組成光幕墻，從而使光幕靶的空間分辨率與光源無關(guān)，所以很容易使空間分辨率達到5mm以下，只須根據(jù)用戶需求設(shè)定即可;

2、運用數(shù)字處理電路有效的解決了信號干擾問題;

3、采用特殊設(shè)計的計時電路,保證計時的精度,既能測單發(fā)的速度,也能測連發(fā)的速度；

4、在很多套測速系統(tǒng)實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上， 完善地解決了初速的測試精度問題等；

5、在用戶需求較為嚴格的情況下，可以監(jiān)測每一只激光接收管的信號，從而在光幕靶上形成間距最小為4mm的坐標系統(tǒng)，可以獲得非常詳細的實驗數(shù)據(jù)，如彈片數(shù)量、彈著點、彈道等；

激光測速光幕靶測試原理如圖五：

圖五、測試原理

激光光幕靶由激光二極管陣列（光源）、光電接收陣列、光電信號預(yù)處理電路、計時及測速、上位微機處理軟件系統(tǒng)構(gòu)成。

二、技術(shù)指標：

1．適用彈種：  各種材質(zhì)彈丸

2．適用彈徑：  φ5——φ200 mm

3．最大射頻    <9000發(fā)/分鐘

4．最大連續(xù)測量數(shù)  ≤10發(fā)（超過10發(fā)，須連接微機讀取數(shù)據(jù)）

5．光幕靶有效視場：  200 × X mm2 （可根據(jù)要求定做）

6．測速范圍：      10m/s——3000m/s

7．環(huán)境條件： -25℃ —— 65℃

相對濕度≤75%，風(fēng)速≤ 6 m/s

8．速度測量誤差： < 0.05 %

9．電源  ：  220V AC，功耗 < 20W

三、具體實現(xiàn)：

    我們提供如圖5所示的兩對發(fā)射-接收盒（共計4個盒子），客戶根據(jù)自己場地、測量需求制作支架，將4個盒子安裝到支架上，聯(lián)好線纜，即可構(gòu)成一套完整的測速系統(tǒng)。