在对破片战斗部的研发与验收的过程中,爆炸破片的分布与飞行速度是衡量战斗部杀伤能力的关键参考量,如何快速、精确地测量破片分布与飞行速度有关的参量,对破片战斗部改进方案设计、武器验收、增强杀伤力等方面具有重要参考价值。目前国内采用的破片毁伤测试的方法大多为竖立铜丝网靶、钢靶与纸靶等的方法,这些方法对破片的阻碍大,实验结束后需要人工统计破片在靶板上的分布状态,费时费力。因此有必要对基于梳状靶的爆炸破片分布与速度进行研究。本文设计了一种基于梳状靶的破片分布与速度测量系统,通过将两块柔性编码梳状靶与数据采集存储模块相连接,对破片在靶板上的分布位置与破片过靶的速度进行测量,测试结束后,与上位机通信读取存储的数据。对测试系统的运行原理与实现的功能进行了全面的阐述,包含破片分布与速度的测试的理论与整体设计方案。根据系统的工作原理与方案设计,系统整体可分为3个部分:编码梳状靶模块、数据采集存储模块与上位机。以X方向和Y方向的编码梳状靶作为信号的触发输入,对编码梳状靶模块的功能、逻辑以及电源模块进行了详细地设计。以FPGA作为主控模块,对数据采集存储模块中FPGA进行功能设计,采用模块化的设计方法和自顶向下的设计思想,按其功能分为四个部分:锁相环模块、计时模块、FIFO模块设计与UART模块设计,设计完成后,使用时序仿真进行验证。同时,通过数值模拟方法对破片三维动态分布与速度进行分析,并对仿真初速值与Gurney公式初速进行误差分析;再根据梳状靶对破片速度测量出现的误差,通过数值模拟的方法得到修正后的破片过靶速度衰减模型,与仿真结果相比较,修正后的模型误差减小了0.2%左右。最后对系统进行测试,包括基于FPGA的时间测试、基于梳状靶的分布测试、基于梳状靶的破片分布与速度测试系统的整体测试,以及破片分布特性模拟计算。总体来说,本系统能实现三通道测试,验证了系统位置分布测量的准确性,且系统测时分辨率为±10ns,具有一定的工程实用价值。