一种改进型红外光幕靶测速系统

王红宇 孟立凡 黄广炎 刘春美 王博

摘 要： 使用光幕测速系统对弹丸速度进行检测时，背景干扰光线对测试结果影响较大，为此通过试验分析背景光照强度、狭缝结构、光电二极管封装类型对测速效果的影响。提出使用双层狭缝结构以及黑色树脂封装光电二极管来进一步减弱干扰光线的影响，同时进行信号处理电路的设计，搭建完整的红外光幕测速系统，并进行了弹丸速度测试试验。试验测速范围是200～1 500 m/s，通过与高速摄影、丝网断靶测速数据进行对比，证明改进型红外光幕靶测速系统测速相对误差小于1%。

关键词： 光幕靶； 干扰光线； 狭缝结构； 光电二极管封装； 微弱光电信号处理； 弹丸速度测试

中图分类号： TN219?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）08?0174?06

Abstract： During the detection of projectile velocity by using the light screen velocity measurement system， background interference light has a great impact on measurement results. Therefore， a test was conducted to analyze the influence of background light intensity， slit structure and photodiode encapsulation type on velocity measurement effect. The double?layer slit structure and black resin are proposed for encapsulating the photodiode to further weaken the influence of interference light. A signal processing circuit was designed， a complete infrared light screen velocity measurement system was established， and a projectile velocity measurement test was conducted with the velocity measurement range of 200 m/s to 1 500 m/s. By means of comparison with the velocity measurement data of high?speed photography and copper mesh target breaking， it proves that the relative velocity measurement error of the improved infrared velocity measurement system with light?screen target is less than 1%.

Keywords： light?screen target； interference light； slit structure； photodiode encapsulation； weak photoelectric signal processing； projectile velocity measurement

0 引 言

在武器系統毁伤性能评价中，弹丸的飞行速度参数是一项重要指标。目前针对弹丸速度测试的研究，主要是非接触式测试[1]，如：线圈靶[2]、天幕靶[3]、光幕靶[4]。其中线圈靶测试靶面较小、天幕靶受测试条件影响较大，而光幕靶具有测试靶面较大、测试精度高、对测试环境要求低、可重复测试的特点，因此光幕靶在测试靶场被广泛应用[5]。

在光幕测速系统中，对变化的微弱光信号的提取与处理是关键。而在对弱电信号进行放大时，系统本身固有噪声也会被放大，特别是试验场地中太阳光照带来的背景噪声，严重影响光幕测速系统的测试性能。

为了研究背景光照对测速系统的干扰，在北京理工大学测试靶场进行光幕测速实验，利用火药弹道枪进行实弹射击。……