CN2290019Y - 枪械射击频率测试装置 - Google Patents

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石晓晶
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吴祥海
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Abstract

本实用新型公开了一种由声电传感器和枪械射速仪构成的枪械射击频率测试装置,它的特点在于声电传感器是采用压电陶瓷片为敏感元件,枪械射速仪以单片机为智能控制元件,通过脉冲整形、展宽、程序存储及地址锁存等外部电路,完成对射击发数的计数,测时、射速计算和液晶显示,整个操作过程由软件控制,该装置灵敏度高,抗干扰能力强,可不受使用环境限制,体积小,耗电少,智能化程度高,便于野外测试。

Description

枪械射击频率测试装置
本实用新型涉及一种非电量射速测试装置,特别是一种枪械射击频率测试装置。
枪械射速是枪械的重要战术技术指标,是分析、研究、检验和评价弹枪系统总体性能的重要参数,也是枪械性能和故障诊断的重要测试项目。目前,常规的射速测试方法,如秒表法、光电法、电磁测试法等分别存在着精度差,耗弹数多,受使用环境及弹种限制等不足,已难以满足现代化枪械对射速测试的要求,与本实用新型相关的技术如兵器部第二0八所研制的SSY-1A型数字射速仪,该仪器用动圈式话筒作传感器,对自动武器的射速进行非接触测量,其原理是由声电传感器产生电脉冲信号经放大整形电路变成数字脉冲信号,进发数计数器进行计数,同时,控制电路控制计时器计时,将数据传送到数据处理电路,由控制电路控制运算器进行运算,并将结果送入射速计数器经译码后用数码管直接显示射数,这种数字式射速仪存在的不足是:(1)受使用环境限制。由于传感器采用动圈式话筒,其抗干扰能力差,另外,该传感器对各种声波及回波很敏感,所以,这种射速仪只能在室外靶场或开阔地等回波影响小的环境使用,在室内使用会产生误触发,影响测试结果的可靠性;(2)整机是采用全硬件构成。该射速仪由分离元件及数字集成电路构成各功能电路,完成各个环节的控制及运算,采用数码管显示,因而仪器体积较大,280×280×99mm3,功耗也较大,一般要达9W;(3)因仪器各环节的控制及运算全部采用硬件电路完成,因而,电路结构复杂,操作繁琐。
本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足,提供一种抗干扰能力强,测试精度高,体积小,功耗低且能适应各种环境的枪械射击频率测量装置。
为实现上述目的,本实用新型的具体方案如下:枪械射击频率测试装置由声电传感器和枪械射速仪组成,声电传感器以压电陶瓷片为敏感元件,它是由底座、套筒、下衬套和喇叭孔上衬套、压电陶瓷片以及导线组成,上衬套和下衬套分别旋接在套筒的上下端内孔中,压电陶瓷片置于两衬套之间套筒的内壁台阶处,导线接于压电陶瓷片的两极上,并从套筒侧壁孔中引出,套筒的下端连接在底座上。枪械射速仪以单片机为核心,由脉冲整形电路、脉冲展宽电路、外部程序存储器,地址锁存器,显示模块、电源等外围电路组成,其中脉冲整形电路包括衰减电路和同相电压比较器,脉冲展宽电路包括两个非门和单稳态触发器,它们的电连接关系是:脉冲整形电路的输入端即衰减电路的输入端接声电传感器中导线的输出,脉冲整形电路的输出端即电压比较器的输出端接脉冲展宽电路的输入端,即一非门的输入端,该非门的输出端接单稳态触发器的输入端,单稳态触发器的输出端接另一非门的输入,该非门的输出即脉冲展宽电路的输出接单片机的外部中断入口INTO,单片机的P0口是分时复用的地址/数据总线,分别接地址锁存器的输入端和外部程序存贮器的数据输出端;地址锁存器的输出接外部程序存贮器的低八经地址线,单片机的P2口接外部程序贮器的高4位地址线,单片机的ALE(允许地址锁存)分别接地址锁存器的锁存控制端LE和外部程序贮器的片选线CE,单片机的外部程序存贮器“读取”控制端PSEN接外部程序存贮器的数据输出允许端OE/Vpp,单片机P1口的P1.0、P1.1分别接显示模块的串行数据输入端和时钟输入端,电源分别接各电路的工作电源端。本实用新型采用硬件电路与软件技术的合理结合,对来自传感器电压信号进行整形,获得稳定可靠的与射弹数相应的脉冲信号,送入单片机,通过软件技术,对脉冲计数、测时闸门的开启时间实行最佳控制,并将所获测试数据进行实时处理,用液晶显示器直接显示出枪械射速与射弹数。其具体工作原理是:测试时,将声电传感器置于枪口前下方,当射击时高速、高压的火药气体推动弹丸飞出膛口,剧烈膨胀,包围弹丸并象活塞样推动大气形成膛口冲击波噪声,其声压通过传感器喇叭口上衬套作用在压电陶瓷片上,因压电陶瓷片具有压电效应,因而,将膛口冲击波噪声声压转变为电信号,当射弹数为n时,在传感器的输出端可获得n个电脉冲信号,该电脉冲信号经导线输入枪械射速仪中,由脉冲整形电路和展宽电路整形展宽后进入单片机的INTO端,向单片机内CPU发中断请求,CPU响应后,执行中断服务程序,对外部被则试信号进行计数,即记发数,同时,对测时闸门的开启与关闭时间进行控制,并在闸门时间内,对时基脉冲计数,获得测时值,然后,再对所获效据进行处理,其结果在时钟脉冲控制下,从单片机的P1.0口以串行段码输入到显示模块,显示模块显示出射弹数与枪械射速。
本实用新型与现有技术相比,其显著的积极效果是:(1)由于传感器采用压电陶瓷片为敏感元件,因而,不但其灵敏度提高,而且抗干扰能力增强,可以不受使用环境的限制;(2)本实用新型的枪械射速仪中,在脉冲整形电路之后加了脉冲展宽电路,它可以有效地防止因误触发而产生计数,从而可靠性大为提高;(3)枪械射速仪以单片机为核心,在软件控制下,完成对射击发数的计数、测时、射速计算和液晶显示的控制,用软件方法替代了现有射速仪需许多硬件电路才能完成的功能,充分发挥了单片机集成度高和软件计算处理功能强的优势,实现了智能化,使整机体积缩小到(150×100×557mm3);(4)采用直流供电,液晶显示,减少了耗电量,与现有仪器相比减少95%,便于野外试验。
本实用新型的具体结构由以下附图和实施例给出;
图1是根据本实用新型所述的枪械射击频率测试装置中声电传感器的结构示意图;
图2是本实用新型中枪械射速仪的电路原理图;
图3是本实用新型所用软件程序示意图;
下面以声电传感器与SW-1枪械射速仪组合而成的枪械射击频率测试装置为例,对本实用新型做进一步详细说明。
根据本发明制作的枪械频率测试装置,主要由声电传感器和枪械射速仪两部分构成,参见图1,声电传感器由底座1、套筒2、下衬套3、压电陶瓷片4、上衬套5以及导线6组成,套筒2的内径为36mm,套筒内壁沿周边设有凸台,上衬套5内开有喇叭形通孔,其大口直径为20mm,小口直径为5mm,上下衬套分别旋接在套筒2的上下端筒内,压电陶瓷片4的直径为27mm,表面镀有电极,它置于两衬套之间套筒2的内壁凸台处,导线6接于压电陶瓷片的两极上,并从套筒侧壁孔引出,带有上下衬套5和3的套筒2旋接在底座1的中心孔内。参见图2,SW-1枪械射速仪以80C31单片机7为智能控制部件,配以脉冲整形电路8、脉冲展宽电路9以及外部程序存储器10、地址锁存器11、八位LCD显示模块12和电源13,其中脉冲整形电路8包括衰减电路8-1和同相电压比较器8-2,脉冲展宽电路9包括非门9-2和9-3以及单稳态触发器9-1。声电传感器输出6接脉冲电压比较器8-2的反相输入端,与参改电压比较后,在其输出端产生幅值为5V、脉宽为100μs的数字脉冲信号,送入脉冲展宽电路9,获得脉宽为400μs、幅值为5V的方波信号,在此脉宽内可有效地防止因误触发而产生计数,使整机的可靠性大为提高,该信号接80C31单片机的INTO端。由于80C31单片机内部无程序存储器,外加一27C32作为外部程序存储器10。因为27C32是4K容量的EPROM,故用到了12根地址线,地址锁存器11采用的是74HC373。8031的P0口和P2口配合作为扩展总线系统的地址总线,P2口输出高4位地址A8~11,P0口作为双向地址/数据总线使用,分时输出外部存储器的低8位地址A0~7和传输数据信息,低8位地址在ALE信号的负跳变时存到外部地址锁存器74HC373中,外存选通信号PSEN控制P0口作为数据总线读入来自外部存储器10的数据指令。显示模块12为八位LCD液晶显示,采用八位串行段码输入,单片机在软件的控制下,将所测射弹数,与射速转变成BCD码,置于显示缓冲器,从P1.0输出,以串行段码送入显示模块12显示。

Claims (1)

  1. 一种枪械射击频率测试装置,它是由声电传感器和枪械射速仪构成,其特征在于:
    (1)声电传感器是由底座[1]、套筒[2]、下衬套[3]和喇叭孔上衬套[5]、表面镀有电极的压电陶瓷片[4]以及导线[6]组成;上衬套[5]和下衬套[3]分别旋接在套筒[2]的上下端内孔中,压电陶瓷片[4]置于两衬套之间套筒[2]内壁的台阶处,导线[6]接于压电陶瓷片的两极上,并从套筒[2]侧壁孔中引出,套筒[2]的下端连接在底座[1]上,
    [2)枪械射速仪由单片机[7]为智能控制元件,配以脉冲整形电路[8],脉冲展宽电路[9]以及外部程序存储器[10]、地址锁存器[11]、显示模块[12]和电源[13],其中脉冲整形电路[8]包括衰减电路[8-1]和同相电压比较器[8-2],脉冲展宽电路[9]包括非门[9-2]和[9-3]以及单稳态触发器[9-1];枪械射速仪的电连接关系是:脉冲整形电路[8]的输入端即衰减电路[8-1]的输入端接声电传感器中导线[6]的输出,脉冲整形电路[8]的输出端即电压比较器[8-2]的输出端接脉冲展宽电路[9]的输入端,即非门[9-2]的输入端,非门[9-2]的输出端接单稳态触发器[9-1]的输入端,单稳态[9-1]的输出端接非门[9-3]的输入,非门[9-3]的输出即脉冲展宽电路[9]的输出接单片机[7]的外部中断入口INTO,单片机[7]分时复用的地址/数据总线P0口分别接地址锁存器[11]的输入端和外部程序存贮器[10]的数据输出端,地址锁存器[11]的输出接外部程序存贮器[10]的低八位地址线;单片机的P2口接外部程序存贮器[10]的高4位地址线;单片机[7]的ALE端口分别接地址锁存器[11]的锁存控制端LE和外部程序存贮器[10]的片选线CE;单片机[7]的外部程序存贮器“读取”控制端PSEN接外部程序存贮器[10]的数据输出允许端OE/Vpp;单片机[7]中P1口的P1.0,P1.1,分别接显示模块[12]的串行数据输入端和时钟输入端;电源[13]分别接各电路的工作电源端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101126615B (zh) * 2007-09-04 2010-06-02 中国人民解放军理工大学工程兵工程学院 子弹射击计数器
CN103134382A (zh) * 2013-02-02 2013-06-05 中北大学 一种基于炮口脉冲噪声的火炮射速测试方法
CN109764760A (zh) * 2018-12-25 2019-05-17 厦门砺兵智能科技有限公司 一种中断信号快速捕捉系统及快速捕捉方法

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