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弹丸飞行速度是衡量武器性能的重要参数,弹丸速度对武器系统的研制、定型、生产、验收具有重要现实意义。目前,对于弹丸炮口速度的测量,传统的测速装置如天幕靶、光幕靶、线圈靶等均受一定外界条件的限制,其测试精度会受到一定影响。光纤传感器作为一种新型传感器,用于炮口速度的测量上,具有体积小、结构简单、可靠性高、成本低、测试精度高、易于调试并且不受电磁外界干扰等优点。为此,本文基于光纤传感原理对弹丸炮口速度的测试展开了研究。
本文研究的工作主要包括以下几个方面:
论文首先概述了光纤传感器的发展变化以及国内外在炮口速度测量方面的进展。并对光纤传感器的原理及炮口测速的原理进行了介绍,根据测量原理。对实验所需元器件,例如光源,光电探测器等进行了合理的选取。
其次,利用所选取的元器件,搭建了测速实验平台。在实验中,分别采用镀膜玻璃、弹头和金属材料作为反射面,进行了光纤束探头排列方式选择的实验和探头与反射面最佳探测距离的实验,根据实验结果绘制了光强与距离的关系曲线图并对其进行了详细的分析,最终确定了一种合适的光纤束探头排列方式并选择了探头与反射面的最佳探测距离。由于经弹头反射并由传感器输出的光信号非常微弱,再经光电探测器转换后所得到的电信号将会更弱,所以很难驱动测时仪工作。针对这种情况,设计了放大电路,对所输出的微弱信号进行了放大,使其能够驱动测试仪工作。
最后,在动态状态下进行了光路与电路的连调。试验证明,所得到的电压值大于驱动测时仪所需的电压值,证明了实验的可行性。