一种便携式弹丸速度测量装置的制作方法

本发明属于弹丸速度测量技术领域，具体涉及一种便携式声速弹丸速度测量装置。

背景技术：

弹丸的初速是武器系统运动参数中一个重要的运动参数，是衡量武器弹药特性，弹道特性的重要指标。目前国内外对枪弹及炮弹的速度测量装置研究有线圈靶、光幕靶、梳状靶、天幕靶和高速摄影测速等。但考虑到多数静爆实验基本都在野外进行作业，实验环境较为恶劣，弹药爆炸时发出的火光等因素对光幕靶和天幕靶影响较大，使得速度测量的精度不足，受外界环境影响大。

目前，弹丸速度测量大多数采用梳状靶，线圈靶来测试，结构简单，成本较低，通过测量其弹丸飞行的平均速度，但梳状靶不能重复使用；线圈靶测量弹丸速度时，弹丸通过线圈靶引起靶线圈平面内磁通量产生一定程度的变化，使得线圈靶内产生一定的感应电动势而形成电脉冲信号，从而使线圈靶依次产生两个电脉冲信号，一个是起始信号，一个是终止信号，最后通过两脉冲信号作为计时仪的触发信号来计时最终完成速度的测量，此装置优点于结构简单，不影响弹丸的飞行运动轨迹，但易受外界噪声因素的干扰。

弹丸速度测量还有高速摄影测速，是利用弹丸穿过光幕靶时给高速摄影机提供瞬间的触发电脉冲信号，使高速摄影机连续拍摄飞行中弹丸的姿态角，通过读取相片上弹丸相对位置的变化量和摄影频率，最后计算出弹丸飞行的初速，但高速摄影测速装置耗费成本较高，操作不便，受外界环境影响。

技术实现要素：

本发明的目的针对现有测量技术的不足，提出了一种即可解决超声速弹丸运动飞行的测速度问题，又可以测量连发弹丸飞行的速度和射频值，并可测量精度高、不受天气限制，结构简单，性能稳定的便携式弹丸速度测量装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种便携式弹丸速度测量装置，其特征是：包括a传感器探头1、b传感器探头2、横杆支架3、主控板盒4；其中：主控板盒4含有主控板、oled显示屏5、usb串口6、电源开关9、电源开关10；

所述的主控板盒分别于a、b传感器探头相连，所述的a、b传感器探头分别固定于区截靶距为s的横杆支架两端，a、b传感器探头区截与横杆支架保持水平一致，且在一条直线上；

通过连接线将起止信号输入到主控板的单片机中并用中断定时器来计时，当弹丸发射时弹头产生的冲击波经过起始靶和截止靶时会各产生一个信号，一个为起始信号，一个为截止信号，将两信号分别进行两级放大处理后，分别输入给以stm32单片机的两输入端，并通过单片机的中断定时器来记录弹丸通过a、b传感器探头的区截靶的时间t；当弹丸通过截止靶时，计时结束，弹丸速度v由计算公式:

v＝s/t

式中：弹丸速度v，a、b传感器探头的区截靶距为s，弹丸通过a、b传感器探头的区截靶的时间t；

求得弹丸速度和射频并由显示屏显示数据，测试完成后，如果需要分析数据，可通过usb串口将数据导出并做分析。

所述的主控板还包括wifi无线7、wifi开关8，所述wifi无线用于连接手机app，将测试数据依次传输到手机app，以能够远距离实时观察数据，数据存储空间大，测试完成后，如果需要分析数据，并能够通过usb串口将数据导出并做分析。

所述的区截a、b传感器探头为收发一体的传感器，只有当初速大于340m/s时能够触发传感器工作。

所述的区截a、b传感器探头固定的靶距s能够通过相对滑动来改变位置。

所述的a传感器探头1、b传感器探头2上设有准直口11，用来调节两个传感器探头处于一直线，便于测试。

本发明与现有技术相比，其突出特点是：

(1)、具有实时、非接触测量，具有结构简单，性能稳定，测量精度高，安全可靠，既可测量速度又可测量射频。

(2)、由于数据存储空间大，且不会被覆盖，都会在显示器中显示出来；

(3)、由于有内置wifi无线，具有操作简单、方便携带、不受环境限制，特别适合野外测试环境。

附图说明

图1为本发明的工作原理图；

图2为本发明的装置示意图；

图3为本发明主控板电路图；

图4为本发明的主控结构示意图；

图5为本发明的区截传感器探头a、b结构示意图；

图6为传感器探头的放大电路图：

图7为手机app示意图。

图中：a传感器探头1、b传感器探头2、横杆支架3、主控板盒4、oled显示屏5、usb串口6、wifi无线7、wifi开关8、电源开关9、电源开关10、准直口11。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式

图1为弹丸速度测量原理图。弹丸经过传感器上方时，会触发传感器各产生一个信号，一个起始信号，一个截止信号，并输入到单片机中，进行数据处理，将处理后的数据传输到手机app中，完成速度的读取与分析。

如图2所示，本发明的一种便携式弹丸速度测量装置，包括a传感器探头1、b传感器探头2、横杆支架3、以stm32单片机为核心的主控板盒4、oled显示屏5、usb串口6、wifi无线7，电源电池，连接线。所述a、b传感器探头为收发一体的压电式传感器，把声信号转化为电压信号。所述显示屏为2.42寸oled显示屏。所述单片机为stm32f103xxx系列芯片。所述电池为7.4v的电源干电池，可持续工作8小时以上。所述连接线为1m屏蔽线。

图3为主控板控制电路图，以stm32单片机为核心控制，外接无线模块、oled显示屏。

弹丸速度测试时，将主控盒4分别于a、b传感器探头的输出端相连接于单片机的adc1、adc2(图3所示)，a、b传感器探头区截与横杆支架3保持水平一致，且在一条直线上，a、b两传感器探头的区截间靶距为s,并将该设备放置于距离枪口5米处外，开启电源、无线开关即可。当弹丸发射时弹头产生的冲击波经过起始靶2和截止靶1时会各产生一个信号，一个为起始信号，一个为截止信号，将两信号分别进行两级放大处理后，分别输入给以stm32单片机为核心控制板的两输入端，控制板会通过单片机的中断定时器来记录弹丸通过a、b传感器探头的区截靶的时间t。当弹丸通过截止靶时，计时结束，弹丸速度v由计算公式:

v＝s/t

式中：弹丸速度v，a、b传感器探头的区截靶距为s，弹丸通过a、b传感器探头的区截靶的时间t。

求得弹丸速度和射频并由显示屏5显示数据，测试完成后，如果需要分析数据，可通过usb串口6将数据导出并做分析。

图4所示，主控盒结构中，wifi天线7、wifi开关8、电源开关9、电池充电口10，弹丸速度测试时，由wifi开关8来控制无线的开启，可独立使用，不需要时关闭即可。电源开关9控制整个装置的供电，电源电压为7.4v干电池，内置主控盒中，体积较小，工作持续时间久，电池需充电时，可直接通过充电口10进行充电。

图5所示，为a或b传感器探头的结构，内置传感器电路放大板，外露传感器探头部分，将声信号转化为电压信号。

图6所示，为传感器的放大电路，采用的是反相比例运算放大器，抗干扰能力强，进行两级放大，可以有效的调整放大倍数。

准直口11可用来调节两个传感器探头处于一直线，便于测试。

图7所示，为手机app,与wifi进行远程连接。首先是服务配置，比如这里端口里面填写“8080”，然后点击激活配置服务端；然后在ip连接中填写ip地址，端口，比如ip地址为“192.168.0.100”，端口号为“8080”，然后点击连接，发送指令“outopen”,接收到“outopenok”指令，则表示连接成功，即可测试。

弹丸速度测试时，打开无线wifi开关，通过手机app客户端与之联机，则可开始测试，将每发弹丸的测试数据依次传输到手机显示端，也可进行连发弹丸的测试，使距离的读取弹丸测试的速度值与射频值，且数据存储空间大，可以存储2000组数据，测试结束后，可通过串口导出数据进行分析、总结。

本发明中未作详细说明的内容可采用现有技术。

在本领域具备的知识范围内，可根据以上说明做出相应的改进和变化，但这些改变和变化都应属于本发明所附权利要求书的范围内。

上述结合实施方法对本发明进行了详细的说明，但本发明并不局限于以上实施例。