坦克射击时的稳定性测试1irtrb1b.doc

1 引言 1.1 研究此问题的意义 为了设计出高质量的产品，不仅需要良好的设计，而且还需要对生产出的产品进行测试，看是否满足设计要求。在己经具备良好设计的基础上，提高在测试方面的水平就成为新的要求。测试技术不仅能为产品的质量和性能提供客观的评价，为生产技术的合理改进提供基础数据，而且是进行一切探索性的、开发性的、创造性的和原始的科学发现或技术发明的技术手段。 坦克技术的发展离不开测试技术，或者可以说，测试技术是兵器发展的前提和基础。任何一种兵器从设计到定型到装备部队，都要经过若干环节的试验，从零部件试验到总体试验，从地面静止试验到飞行打靶试验，从模拟实验到实践实验等等，只有经过严格的科学试验，最终测量得到的各项性能指标达到战术技术的要求，才能装备部队投入使用。[1] 坦克射击时的稳定性是坦克重要性能指标之一，但长期一直沿袭使用传统的接触式描迹测试方法，该测试方法只能获取坦克上某些特征点在射击时的运动轨迹，无法得知这些点的运动速度等有关稳定性的信息，同时测试精度和可靠性也难以得到保证，因此迫切需要研究一种能全面获取有关稳定性信息的非接触测试方法。 传统的接触测量技术由于不能对弹性、脆性、高温等材料进行测量而存在很大的局限性,因此开发研究非接触测量方法,不仅可以降低对被测物体物理表面的要求,而且还可以对被测物体表面的凹缝、死角等细微部分得到准确数据。在激光非接触测量中光学成像系统的设计起着极为重要的作用只有光学成像系统的聚焦性完好,成像与被测物关系简单明确,才能为进一步处理所采集的信号奠定基础,而系统结构的简单精巧,又会为光学元件的安装调试及最终的测量提供可靠的保证。 光电检测技术是一种非接触的新技术，它以激光、红外、光线等现代光电器件单位基础，通过对被检测物体的光辐射进行检测，提取有所需要的物理量。因此，光电检测技术是现代检测技术最重要的手段和方法之一，是检测技术的一个发展方向。[2] 1.2 国内外技术发展现状及未来趋势 随着微电子技术及计算机技术的发展，不同的历史时期，人们采用不同的技术措施和手段来组建武器测试系统，纵观武器测试技术的发展历史，大致经历了四个发展过程，即分立仪器时期、局部总线时期和总线时期，分立仪器的代表如电子测试仪、瞬态波形记录仪、示波器等;局部总线的代表如奥地利AVL公司的B2l5MAS多通道瞬态和时间记录系统、瑞士机械工程公司的弹道分析仪等;而总线时期的代表则依据总线的不同，又有多种总线的测试系统，如基于PC总线的测试系统、基于STD工业总线的测试系统，以及90年代迅速发展的基于VXI总线的测试系统，90年代末出现的PXI总线的测试系统等，从测试技术的发展进程可以看出，测试系统的技术性能越来越高，并逐渐向多功能化、通用化、小型一体化和智能化方向发展，且具有高效、实时的特点，尤其是PXI总线系统，它是一种开放式系统结构，集中了先进的计算机数字接口技术和模块化仪器系统的特点，组建灵活，用户可根据需要自由选择相应的模块以完成所需的测试任务。VXI主要用于满足高端自动化测试应用的需要。因为其成本太高以及难以集成化，没有形成广泛的应用。而PXI，它基于PCI，能充分利用市场上主流PC产品取得的进步，从而提供规模经济的成本优势和达到预期的通用计算机行业的性能优势，非常适合用于已经产品化的测试系统的应用，成本中等。基于PC总线的测试系统基本上具备了PXI的特点，灵活通用程度比较大，成本低，但没有形成模块化，适用于科研试验领域。同时计算机计算和处理数据能力的飞速发展，已经形成了以计算机为核心的测试仪器，软件技术于测试系统紧密地结合成了一个有机整体，出现了新的仪器－虚拟仪器。通过软件的方法来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式输出检测结果，突破性的增加了使用测试设备的灵活性、通用性，大大降低了测试设备的投资费用[3]。 1.3 设计主要工作内容 本课题的主要任务是设计由PSD位移传感器、高亮度发光二极管、相机组成的光学系统、后续信号处理电路、以及数据采集分析软件的开发。坦克射击时的稳定性测试系统为光电非接触位置测量系统，调整相机与发光二极管之间的距离保证坦克运动整个过程发光二极管点光源成像在PSD上，PSD接收光点位置的变化输出四路电流信号，输出信号经电流－电压转换，电压信号放大电路，将输出信号转换为数据采集卡可以直接采集的幅度，送入数据采集卡采集，计算机获得数据采集电压信号后通过数据处理获得位移时间曲线。 2 测试系统的主要组成及原理 2.1 测试系统的方案介绍 针对过去所用测试手段的缺点，要求本课题采用一种更好的测试方法，对的坦克做出精确的测量。 据国外的资料介绍，测定物体位移的方法很多，按原理可以分为：机械式位移测试法、电气式位移测试法、光电式位移测试法等多种方法。在实际运用中，应结合测试对象