一、概述

   彈丸參數(shù)測(cè)試是靶場(chǎng)測(cè)試的一項(xiàng)主要內(nèi)容。其中，彈丸速度是衡量火炮系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)射擊效果的主要特征參數(shù)，也是目前軍工企業(yè)在產(chǎn)品檢驗(yàn)中的主要的技術(shù)指標(biāo)，在發(fā)射藥鑒定試驗(yàn)和穿甲試驗(yàn)中需要測(cè)量彈丸的初速和著速，有時(shí)確定彈道系數(shù)和彈形系數(shù)也與測(cè)速有著密切的關(guān)系?？傊?，各種類型的射擊器械都需要測(cè)量彈丸的速度。

目前，彈丸速度的測(cè)量主要采用2種方法：一種是測(cè)量彈丸飛過(guò)一段已知距離(S)的時(shí)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(cè)試儀器有網(wǎng)靶、線圈靶、天幕靶和光幕靶等；另一種速度測(cè)量方法是應(yīng)用多普勒雷達(dá)技術(shù)。

采用多普勒雷達(dá)有其技術(shù)上的先進(jìn)性，但是由于測(cè)量小反射面積的彈丸時(shí)，誤差較大，國(guó)內(nèi)較少采用。

網(wǎng)靶、線圈靶成本低廉，但因其測(cè)量原理是彈丸擊斷導(dǎo)線或電路線引發(fā)電脈沖，所以測(cè)量過(guò)程引起的干擾很大，造成測(cè)量誤差增大；另外網(wǎng)靶、線圈靶的測(cè)量原理確定了其不能重復(fù)使用，重復(fù)測(cè)量的時(shí)間成本和維護(hù)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(shì)，在彈丸測(cè)速市場(chǎng)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(duì)亞音速?gòu)棞y(cè)量時(shí)，聲音超前彈丸到達(dá)光幕面，聲音壓縮空氣引起空氣折射率改變，使進(jìn)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(cè)量誤差的增大。

光幕靶是一種用于測(cè)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(cè)試中。它既可以用于測(cè)試金屬?gòu)椡?，又可以用于測(cè)試非金屬?gòu)椡?。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(cè)試精度高，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)大部分靶場(chǎng)得到了廣泛的應(yīng)用。

光幕靶測(cè)試中的主要干擾是沖擊波干擾，是由于彈丸發(fā)射時(shí)形成的沖擊波所致。對(duì)于超音速?gòu)椡鑱?lái)說(shuō)，并不會(huì)對(duì)測(cè)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(dá)靶面產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)。但對(duì)于低音速和近音速?gòu)椡鑱?lái)說(shuō)，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(dá)靶面產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，如果將第一個(gè)觸發(fā)信號(hào)作為測(cè)試的最終觸發(fā)信號(hào)，就會(huì)給測(cè)試帶來(lái)很大的誤差。在高精度的測(cè)試中需要解決這些干擾對(duì)測(cè)試產(chǎn)生的影響，以提高測(cè)試的準(zhǔn)確性和精度。

 目前國(guó)內(nèi)的光幕靶主要有三種形式：

1、中科院自動(dòng)化所提出的光柵及光電二極管陣列測(cè)試法，其示意圖見(jiàn)圖一。圖中1為擋板，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(jiàn)圖二。將扇形天幕用光導(dǎo)纖維分成若干個(gè)小扇形，每組光纖的端面為一矩形 ,通過(guò)鏡頭成像 ,形成一個(gè)小扇形天幕。若干個(gè)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(gè)光電敏感面相接。這樣 ,彈丸過(guò)扇形不同區(qū)域時(shí) ,會(huì)有不同的光電管信號(hào)反應(yīng)出來(lái)，兩臺(tái)天幕靶正交布置 ,可將兩天幕的重迭視場(chǎng)分割成若干小塊 ,這樣就可判定彈丸穿越此平面時(shí)的坐標(biāo)。

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(jiàn)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(shí)，遮擋激光光束陣列從而在光敏管處產(chǎn)生脈沖信號(hào)。

在分析現(xiàn)有光幕靶測(cè)量速度的基礎(chǔ)上,成都科大勝英科技公司開(kāi)發(fā)了性能*的激光光幕靶測(cè)速系統(tǒng)。

一個(gè)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(wú)關(guān)，所以很容易使空間分辨率達(dá)到5mm以下，只須根據(jù)用戶需求設(shè)定即可;

2、運(yùn)用數(shù)字處理電路有效的解決了信號(hào)干擾問(wèn)題;

3、采用特殊設(shè)計(jì)的計(jì)時(shí)電路,保證計(jì)時(shí)的精度,既能測(cè)單發(fā)的速度,也能測(cè)連發(fā)的速度；

4、在很多套測(cè)速系統(tǒng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上， 完善地解決了初速的測(cè)試精度問(wèn)題等；

5、在用戶需求較為嚴(yán)格的情況下，可以監(jiān)測(cè)每一只激光接收管的信號(hào)，從而在光幕靶上形成間距最小為4mm的坐標(biāo)系統(tǒng)，可以獲得非常詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如彈片數(shù)量、彈著點(diǎn)、彈道等；

光幕靶測(cè)試原理如圖五：

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(hào)預(yù)處理電路、計(jì)時(shí)及測(cè)速、上位微機(jī)處理軟件系統(tǒng)構(gòu)成。

二、技術(shù)指標(biāo)：

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(cè)量數(shù)  ≤10發(fā)（超過(guò)10發(fā)，須連接微機(jī)讀取數(shù)據(jù)）

5．光幕靶有效視場(chǎng)：  200 × X mm² （可根據(jù)要求定做）

6．測(cè)速范圍：      10m/s——3000m/s

7．環(huán)境條件： -25℃ —— 65℃

相對(duì)濕度≤75%，風(fēng)速≤ 6 m/s

8．速度測(cè)量誤差： < 0.05 %

9．電源  ：  220V AC，功耗 < 20W

三、具體實(shí)現(xiàn)：

     成都科大勝英科技有限公司提供如圖5所示的兩對(duì)發(fā)射-接收盒（共計(jì)4個(gè)盒子），客戶根據(jù)自己場(chǎng)地、測(cè)量需求制作支架，將4個(gè)盒子安裝到支架上，聯(lián)好線纜，即可構(gòu)成一套完整的測(cè)速系統(tǒng)。