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弹丸飞行速度是衡量枪炮、弹药性能和弹道特性的一项重要指标,其测量精度至关重要。针对弹丸速度的测量,目前国内外靶场普遍采用定距测时法。常规的定距测时法中采用弹尖或弹尾触发方式获取弹丸通过测试面的时刻,但对日益复杂的弹丸波形,弹尖或弹尾触发方式很难准确给出弹丸过靶时刻,从而直接影响弹丸速度的测试精度。
本文针对传统弹尖和弹尾触发方式无法精确测量复杂弹形信号的弹丸过靶时刻这一缺点,提出一种新的方法:将数字信号处理技术应用到靶场测时仪中,研制出基于DSP器件用于弹丸速度测量的新型测时仪。介绍了相关信号处理技术测量弹丸速度的原理,通过理论分析和仿真试验,证明该方法适用于各种标准弹形信号和非标准弹形信号。在此基础上,进行测时仪硬件设计,硬件主要包括:弹形数据采集模块、数据处理模块以及与计算机进行的串口通信模块三部分,整个电路布放在一块PCB板上,置于光幕靶体内或装于系统电源箱内,简化弹丸测速系统装置。在软件设计中,结合DSP的开发环境CCS对弹丸数据采集、弹丸相关算法运算及串口通信进行程序编写,实现了对弹形信号的处理以及与计算机的数据通信。通过靶场实弹试验证明了该设计的准确性和可靠性。本文设计的基于DSP的嵌入式测时仪,不仅简化了弹丸测速系统装置的复杂性,而且解决了复杂弹形信号的测速问题,提高了非标准弹形弹丸光幕靶测速系统的测量精度及可靠性。