新型高精度炸点时刻测量仪

    0　引　言

    炸点时刻测量仪通过探测飞行弹体爆炸时产生的发光现象,记录爆炸时刻。新型高精度炸点时刻测量仪安装在经纬仪跟踪架上,与经纬仪一起运动,可随经纬仪同时指向目标,并始终对准目标。克服了固定式炸点时刻测量仪只能对某一空域监测,且作用距离近的缺点。

    本文因处于研制阶段,故实验时未安装在经纬仪跟踪架上。

    1　系统组成及工作原理

    1·1　系统组成

    测量仪主要由以下各部分组成:光学望远镜;光电探测器(四象限探测器);信号处理器;高速单片计算机; CCD摄像机;干扰信号处理器;距离预值器;时码钟。

    1·2　系统工作原理

    各种飞行弹体爆炸时,产生冲击波,还能产生火光,即产生发光现象。本系统用测量爆炸最亮点来记录爆炸时刻。光电传感器将光信号转换成电信号后,经预放器进入浮点放大器。浮点放大器的增益受预先给定的距离范围控制,以保证系统工作在线性区。高速采样保持器及峰值检出器,检出回波脉冲的峰值,即爆炸的最亮点。单片机收录时码钟的标准时,其精度可达±50μs。同时成像在CCD靶面上, CCD摄像机将图像存在录像机中,以便事后对爆炸过程进行分析,及去除空间干扰信号。四象限探测器所提取的信号,经信号处理电路放大整形后送到干扰处理电路,通过信号的时间宽度(脉宽)来判断信号的真伪。由于爆炸所产生的发光脉冲宽度一般在20ms~100ms之间,这样可采用时间判断方法消除部分干扰信号。系统中还采用了距离选通技术,克服空间干扰。

    同时我们在四象限探测器前加有带通滤光片,用光谱滤波法消除大部分背景光的干扰信号。最后用CCD像机将目标运动全过程记录下来,通过事后对图像的判读,可精确判断出目标的爆炸时间。

    1·3　主要技术指标

    (a)实时测量炸点时刻绝对时间,炸点时刻测量精度: 0·2ms;

    (b)炸点测量方式:采用光电倍增管加CCD测量方式;

    (c)光学测量口径焦距:满足炸点测量距离要求;

    (d)炸点测量视场:≥1°~1·5°;

    (e)误报率: <0·5%;

    (f)具有实时数据输出功能,系统计算机可采集存贮,同时具有422标准接口及网络接口方式;

    (g)连续测量时间间隔:≤1s;

    (h)显示:炸点绝对时刻及炸点序号;

    (i)作用距离: 5km~40km (目标装药小于7kgTNT);

    2　方案设计

    2·1　机械系统方案设计

    本机由固定三角架支撑的不可动固定盘上的周向步进电机带动减速齿轮,进而带动上面的周向可动转盘,使之作周向360°转动;俯仰动作由可动转盘上的步进电机带动减速齿轮和丝杠旋转,丝杠上的丝母将旋转运动转化为往复直线运动,此时,联接在丝母上的齿条沿两导条做往复直线运动,与其啮合的圆弧齿轮作铅垂面上的预定范围的俯仰动作(0°~+90°)。