CN207964868U - 基于正交双地磁线圈的高自旋弹丸转速测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于正交双地磁线圈的高自旋弹丸转速测试装置，涉及弹丸转速测试技术领域，针对测试高自旋弹丸转速的问题，利用相同正交线圈在特殊位置会输出相同的感生电动势的规律，并且输出曲线会依次输出0值点、交点、极值点的特征，设计了一个存储测试系统，可以准确测试高自旋弹丸的转速，为弹丸的研制提供支撑。

Description

基于正交双地磁线圈的高自旋弹丸转速测试装置

技术领域

本实用新型涉及弹丸转速测试技术领域，特别是涉及基于正交双地磁线圈的高自旋弹丸转速测试装置。

背景技术

弹丸转速的大小关系到弹丸的飞行稳定性、引信或其它构件的解除保险与工作可靠性等。所以，弹丸转速是相关研究和试验人员十分关心的一个运动参量。多年来，国内外研究者投入了很大的精力从事弹丸转速测试研究工作，得到了多种弹丸转速的测试方法，常用的有以下几种：纸靶法、光学高速摄影法、太阳方位传感器法、无线电遥测法、无线电引信信号监测分析法、多普勒雷达测试法等。

纸靶法虽然简单，但纸靶对弹丸的飞行性能有影响，数据处理麻烦，测量精度不高，只能测短路径的转速。光学高速摄影法需要的高速摄影仪价格昂贵，判读工作量大，而且只能测试炮口附近的短路径转速。太阳方位传感器法适用于大口径弹，并且成本和造价较高，还受到天气的制约。无线电遥测法需要在弹上装遥测设备，在地面上使用复杂的遥测地面站设备，尤其是弹载设备要占用被测弹体的较大空间。加工周期长，动用设备多，实验的成本很高。无线电引信信号监测分析法只适用于装有无线电引信的弹丸，在地面需要一套带有天线的无线电引信弹道监测设备，由于受到引信电子头辐射功率的限制，这种方法测试的距离较短，由于炮管的屏蔽作用，这种方法无法测试弹丸在膛内的转速变化情况。由于设备很多，试验成本很高。多普勒雷达测试法需在弹丸底部刻一定深度的沟槽，刻槽容易造成弹丸飞行破裂、失稳及弹道性能下降，不能测量不刻槽弹丸的旋转速度。单地磁线圈法是利用线圈在均匀地磁场中切割磁力线产生周期性变化的感生电动势来工作的，结构简单，体积小，数据处理简单，成本低，是近年来出现的一种弹丸转速测试方法。该方法需要确定零点，即信号输出为0值的时间点，由于输出信号是一个正弦或余弦信号，在一个周期内只有2个0值点，所以只能给出半个周期内的平均转速，不能够细致地刻画转速变化规律。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了基于正交双地磁线圈的高自旋弹丸转速测试装置，可以解决现有技术中存在的问题。

本实用新型提供了基于正交双地磁线圈的高自旋弹丸转速测试装置，所述测试装置包括依次电连接的线圈元件、信号调理电路、A/D转换器、触发器、存储器、中心控制器、系统电源管理模块和接口电路，所述线圈元件、信号调理电路、A/D转换器、触发器、存储器、中心控制器、系统电源管理模块和接口电路均固定在铝制的壳体内，壳体安装在待测试的弹丸内部，所述线圈元件包括两个正交的地磁线圈，弹丸飞行时高速自旋，安装在弹丸内部的两个所述地磁线圈切割磁力线产生感生电动势，所述信号调理电路将实时采样的感生电动势信号进行放大、滤波，所述A/D转换器将信号调理电路送来的信号进行模数变换，所述触发器使用冲击开关控制通断，在弹丸发射的高冲击作用下冲击开关闭合，所述存储器将经A/D转换器转换的数字信号值存储在存储器中，所述中心控制器给所述信号调理电路、A/D转换器、存储器发指令，完成信号的定时采样、转换和存储工作，所述系统电源管理模块为各个电子器件提供稳压电源，所述接口电路用于测试完成后将转速测试装置回收，用计算机读取所述存储器中的数据，再进行数据处理，提供弹丸的转速。

较佳地，两个所述地磁线圈所用的材质、匝数和形状完全相同。

本实用新型实施例中的基于正交双地磁线圈的高自旋弹丸转速测试装置，针对测试高自旋弹丸转速的问题，利用相同正交线圈在特殊位置会输出相同的感生电动势的规律，并且输出曲线会依次输出0值点、交点、极值点的特征，设计了一个存储测试系统，可以准确测试高自旋弹丸的转速，为弹丸的研制提供支撑。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的基于正交双地磁线圈的高自旋弹丸转速测试装置的结构框图；

图2为图1中线圈元件的结构示意图；

图3为图2中两个地磁线圈输出的感生电动势的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

参照图1、图2和图3，本实用新型实施例中提供了基于正交双地磁线圈的高自旋弹丸转速测试装置，该装置包括依次电连接的线圈元件、信号调理电路、A/D转换器、触发器、存储器、中心控制器、系统电源管理模块和接口电路，如图1所示，所述线圈元件、信号调理电路、A/D转换器、触发器、存储器、中心控制器、系统电源管理模块和接口电路均固定在铝制的壳体内，壳体安装在待测试的弹丸内部。所述线圈元件包括两个正交的地磁线圈，该两个地磁线圈所用的材质、匝数和形状完全相同，如图2所示。弹丸在飞行时，由于其飞行区域有限，通常认为其飞行区域内的地磁场是不变的。由于弹丸飞行时高速自旋，安装在弹丸内部的两个地磁线圈切割磁力线产生感生电动势，测试装置采集地磁线圈输出的感生电动势信号，并存储在存储器中。如图3所示，输出的两条曲线变化规律相同，即幅值相同频率相同，只是相位相差90°。

图3中两条曲线分别表示图2中水平地磁线圈和竖直地磁线圈输出的感生电动势。水平地磁线圈的感生电动势曲线从第一个0值点开始，转过45°出现和竖直地磁线圈的感生电动势曲线的交点，再转过45°出现极小值点，再转过90°出现下一个0值点，再转过45°出现和竖直地磁线圈的感生电动势曲线的交点，再转过45°出现极大值点，再转过90°出现又一个0值点，完成一个周期，周而复始。利用曲线表现出来的规律，将以上各个0值点、交点、极值点出现的时间用一个时间序列T[i](i≥1)依次记录，间隔45°时利用转速公式n[i]＝7.5/(T[i+1]-T[i])计算转速，间隔90°时利用转速公式n[i]＝15/(T[i+1]-T[i])计算转速，可以更为细致地刻画出转速的变化规律。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.基于正交双地磁线圈的高自旋弹丸转速测试装置，其特征在于，所述测试装置包括依次电连接的线圈元件、信号调理电路、A/D转换器、触发器、存储器、中心控制器、系统电源管理模块和接口电路，所述线圈元件、信号调理电路、A/D转换器、触发器、存储器、中心控制器、系统电源管理模块和接口电路均固定在铝制的壳体内，壳体安装在待测试的弹丸内部，所述线圈元件包括两个正交的地磁线圈，弹丸飞行时高速自旋，安装在弹丸内部的两个所述地磁线圈切割磁力线产生感生电动势，所述信号调理电路将实时采样的感生电动势信号进行放大、滤波，所述A/D转换器将信号调理电路送来的信号进行模数变换，所述触发器使用冲击开关控制通断，在弹丸发射的高冲击作用下冲击开关闭合，所述存储器将经A/D转换器转换的数字信号值存储在存储器中，所述中心控制器给所述信号调理电路、A/D转换器、存储器发指令，完成信号的定时采样、转换和存储工作，所述系统电源管理模块为各个电子器件提供稳压电源，所述接口电路用于测试完成后将转速测试装置回收，用计算机读取所述存储器中的数据，再进行数据处理，提供弹丸的转速。

2.如权利要求1所述的基于正交双地磁线圈的高自旋弹丸转速测试装置，其特征在于，两个所述地磁线圈所用的材质、匝数和形状完全相同。