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高速旋转弹转速/速度参数测试技术研究

杨青  
【摘要】: 高速旋转弹依靠旋转来保持稳定,也依靠旋转来保持其射向的精度。旋转弹发射和飞行过程中动态参数的获取对其性能分析极其重要,可以对弹体试验中所发生故障的机理进行分析,为其验证、优化设计提供重要的参考依据。低成本高速旋转弹在试验中经常遇到引信早炸、瞎火等问题,为了分析引起这些问题的原因,就需要对弹体飞行过程中的动态参数进行测试。本文以某型号火箭弹和子母弹的转速和速度参数测试要求为背景,在综合分析了国内外研究转速和速度测试方法的基础上,根据被测信号的特点和测试要求,提出了测试系统的总体设计方案,设计了基于线圈式地磁传感器和硅微加速度传感器的低量程和高量程地磁式弹载测试系统,分别应用于火箭弹全弹道转速和主动段速度的测试,子母弹子弹的全弹道转速和发射速度的测试。 首先,介绍了地磁场基本理论。通过对几种常用的磁性传感器中所使用的不同技术及其适用范围进行分析比较,并结合本次测试对象的特点,在地磁式弹载测试系统中选用了线圈式地磁传感器对高速旋转弹的转速进行测量。 其次,针对火箭弹和子母弹不同的测试环境,分别选用了电容式硅微加速度传感器和压阻式硅微加速度传感器作为低量程和高量程地磁式弹载测试系统的敏感元件。同时在系统的总体设计中,兼顾了系统微体积,微功耗的要求。在硬件电路设计方面,对电源管理模块,信号调理电路,A/D转换部分,数据存储部分和数字逻辑控制部分进行了深入的分析;在软件设计方面,对地磁式弹载测试系统数据分析软件的各功能模块作了简单的介绍。 再次,通过马歇特锤和三维无磁性转台对传感器进行校准实验,对地磁式弹载测试系统的精度进行了考核,并对实验的数据进行了分析,验证了测试系统的可靠性和稳定性。 最后,对低量程地磁式弹载测试系统在实弹试验中测得的某型号火箭弹的转速及过载数据进行了数据处理。为了提高参数的数据精度,对数据进行了小波降噪,效果较为理想。通过对实测数据进行处理所得到的火箭弹转速和速度信息和实际情况完全符合,取得了满意的测试结果。


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