基于X射线的炮口初速测量系统研究
发布时间：2021-11-15 08:43
随着电子科学技术的发展,光电靶逐渐取代传统的铜丝网靶和铝箔靶而成为弹丸测速的主体,但是考虑到炮口附近烟焰较多、环境复杂,普通的激光光幕靶不能直接工作在炮口端,而是通过将光幕靶放置在后效期外,这样测得的是离炮口一定位置的速度,与炮口初速存在一定的差别。因此必须找到一种能够克服炮口焰及未充分燃烧火药干扰的光源来进行真正的炮口初速测试,特别为新概念高速武器发射正确评价炮口动能提供依据。在分析国内外激光光幕靶、X射线脉冲摄像法和连续谱X射线光幕靶的基础上,设计了一种基于X射线的X射线光幕靶区截测速系统,采用对X射线敏感的光电探测器件,通过放大电路对探测器捕捉到的信号进行调理,同时对信号进行放大、滤波、整形,得到区截靶信号,由上位机根据弹丸特征产生阈值参数并通过RS-485发送给FPGA,FPGA根据上位机的设置对硬件电路输出的脉冲信号进行判断并选取符合脉冲阈值设置的有效信号,将有效信号的脉宽和有效信号脉冲之间的时间位置回传给上位机,通过得到的有效信号脉宽可以修正并在下一次设定更合适的脉冲阈值。采用Labview图形化编程语言,实现探测器放大信号及FPGA处理后信号的采集,完成通信数据传输,并在...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 课题主要工作
2 X射线炮口初速测量装置总体结构
2.1 系统设计的特点和指标
2.2 光幕靶测速原理
2.3 系统总体结构
2.3.1 X射线光源
2.3.2 X射线探测器
2.3.3 窄缝光幕
2.3.4 硬件电路电源
2.4 本章小结
3 X射线炮口初速测量系统硬件设计
3.1 X射线光幕靶
3.1.1 X射线探测器能量分析
3.1.2 X射线穿透弹丸能力分析
3.1.3 X射线探测器光幕设计
3.1.4 人员防护
3.2 单向直流稳压电源模块
3.3 光电转换电路设计
3.4 放大电路及整形电路设计
3.5 信号整形电路
3.6 本章小结
4 FPGA信号检测及处理模块设计
4.1 FPGA模块设计原理
4.2 锁相环时钟配置
4.3 脉冲信号阈值检测设计
4.4 FPGA通信设计
4.4.1 RS-485通信设置
4.4.2 FIFO设置
4.5 FPGA模块结构及时序仿真
4.6 本章小结
5 上位机程序设计
5.1 MFC阈值检测模块设计
5.1.1 MFC串口通信的实现方式
5.1.2 MFC程序设计
5.2 波形采集显示及速度计算设计
5.2.1 工控机和数采卡
5.2.2 基于Labview的计算程序设计
5.2.3 Labview程序的采集时间分析
5.3 本章小结
6 实验与调试
6.1 系统调试及结果
6.1.1 X射线探测器测试
6.1.2 光电转换电路测试
6.1.3 放大及整形电路调试
6.1.4 FPGA脉冲信号检测调试
6.1.5 上位机软件调试
6.1.6 结果
6.2 信号噪声分析
6.3 误差分析
6.4 测速指标分析
6.5 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速弹丸测量的激光触发装置可靠性分析[J]. 周彤,顾金良,刘静宝,罗红娥. 国外电子测量技术. 2016(10)
[2]基于LabVIEW2012FPGA模式的数据采集和存储系统[J]. 王树东,魏孔贞,李晓培. 现代电子技术. 2014(14)
[3]单相桥式整流电路在MATLAB中的建模与仿真[J]. 谢涛,荣军,何凯,陆元桃,钟超. 电子技术. 2014(03)
[4]基于FPGA脉冲激光测距高精度时间间隔的测量[J]. 蔡红霞,刘继勇. 计算机与数字工程. 2013(11)
[5]基于FPGA和FIFO技术的多串口系统设计与实现[J]. 陈标龙,王保成,周江华. 计算机测量与控制. 2013(10)
[6]X射线中间弹道测速仪[J]. 杨波,刘玉春. 核电子学与探测技术. 2012(10)
[7]RS485总线通信协议的设计与实现[J]. 冯子陵,俞建新. 计算机工程. 2012(20)
[8]基于移相技术的脉冲宽度精确测量方法及FPGA实现[J]. 仵晓辉,师廷伟,金长江. 周口师范学院学报. 2012(02)
[9]电磁发射中初速测量的初步分析[J]. 金涌,杨春霞,李海元,栗保明. 工程与试验. 2010(03)
[10]基于FPGA的高速大容量异步FIFO的实现[J]. 滕明晖,杨瑞峰. 电子测试. 2010(09)
硕士论文
[1]线圈靶测速技术研究[D]. 王珂.西安工业大学 2015
[2]应用于FPGA的锁相环设计研究[D]. 申红伟.西安电子科技大学 2015
[3]X射线探测器系统的设计与实现[D]. 冯龄.电子科技大学 2014
[4]双光幕测速系统设计[D]. 苏树清.中北大学 2014
[5]反射式光电测速系统研究[D]. 李虎.南京理工大学 2014
[6]多普勒雷达测速系统设计及信号处理方法研究[D]. 杨蓉.华中科技大学 2012
[7]一种带有保护电路的直流稳压电源的设计[D]. 田智文.西安电子科技大学 2011
[8]基于FPGA的多功能串行通信测试系统设计[D]. 孙源.南京理工大学 2010
[9]基于数字频率计的FPGA开发应用研究[D]. 张宏亮.解放军信息工程大学 2009
[10]基于MFC和ACCESS数据库的学生信息管理系统[D]. 周山.吉林大学 2009
本文编号：3496433
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 课题主要工作
2 X射线炮口初速测量装置总体结构
2.1 系统设计的特点和指标
2.2 光幕靶测速原理
2.3 系统总体结构
2.3.1 X射线光源
2.3.2 X射线探测器
2.3.3 窄缝光幕
2.3.4 硬件电路电源
2.4 本章小结
3 X射线炮口初速测量系统硬件设计
3.1 X射线光幕靶
3.1.1 X射线探测器能量分析
3.1.2 X射线穿透弹丸能力分析
3.1.3 X射线探测器光幕设计
3.1.4 人员防护
3.2 单向直流稳压电源模块
3.3 光电转换电路设计
3.4 放大电路及整形电路设计
3.5 信号整形电路
3.6 本章小结
4 FPGA信号检测及处理模块设计
4.1 FPGA模块设计原理
4.2 锁相环时钟配置
4.3 脉冲信号阈值检测设计
4.4 FPGA通信设计
4.4.1 RS-485通信设置
4.4.2 FIFO设置
4.5 FPGA模块结构及时序仿真
4.6 本章小结
5 上位机程序设计
5.1 MFC阈值检测模块设计
5.1.1 MFC串口通信的实现方式
5.1.2 MFC程序设计
5.2 波形采集显示及速度计算设计
5.2.1 工控机和数采卡
5.2.2 基于Labview的计算程序设计
5.2.3 Labview程序的采集时间分析
5.3 本章小结
6 实验与调试
6.1 系统调试及结果
6.1.1 X射线探测器测试
6.1.2 光电转换电路测试
6.1.3 放大及整形电路调试
6.1.4 FPGA脉冲信号检测调试
6.1.5 上位机软件调试
6.1.6 结果
6.2 信号噪声分析
6.3 误差分析
6.4 测速指标分析
6.5 本章小结
7 总结与展望
7.1 总结
7.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速弹丸测量的激光触发装置可靠性分析[J]. 周彤,顾金良,刘静宝,罗红娥. 国外电子测量技术. 2016(10)
[2]基于LabVIEW2012FPGA模式的数据采集和存储系统[J]. 王树东,魏孔贞,李晓培. 现代电子技术. 2014(14)
[3]单相桥式整流电路在MATLAB中的建模与仿真[J]. 谢涛,荣军,何凯,陆元桃,钟超. 电子技术. 2014(03)
[4]基于FPGA脉冲激光测距高精度时间间隔的测量[J]. 蔡红霞,刘继勇. 计算机与数字工程. 2013(11)
[5]基于FPGA和FIFO技术的多串口系统设计与实现[J]. 陈标龙,王保成,周江华. 计算机测量与控制. 2013(10)
[6]X射线中间弹道测速仪[J]. 杨波,刘玉春. 核电子学与探测技术. 2012(10)
[7]RS485总线通信协议的设计与实现[J]. 冯子陵,俞建新. 计算机工程. 2012(20)
[8]基于移相技术的脉冲宽度精确测量方法及FPGA实现[J]. 仵晓辉,师廷伟,金长江. 周口师范学院学报. 2012(02)
[9]电磁发射中初速测量的初步分析[J]. 金涌,杨春霞,李海元,栗保明. 工程与试验. 2010(03)
[10]基于FPGA的高速大容量异步FIFO的实现[J]. 滕明晖,杨瑞峰. 电子测试. 2010(09)
硕士论文
[1]线圈靶测速技术研究[D]. 王珂.西安工业大学 2015
[2]应用于FPGA的锁相环设计研究[D]. 申红伟.西安电子科技大学 2015
[3]X射线探测器系统的设计与实现[D]. 冯龄.电子科技大学 2014
[4]双光幕测速系统设计[D]. 苏树清.中北大学 2014
[5]反射式光电测速系统研究[D]. 李虎.南京理工大学 2014
[6]多普勒雷达测速系统设计及信号处理方法研究[D]. 杨蓉.华中科技大学 2012
[7]一种带有保护电路的直流稳压电源的设计[D]. 田智文.西安电子科技大学 2011
[8]基于FPGA的多功能串行通信测试系统设计[D]. 孙源.南京理工大学 2010
[9]基于数字频率计的FPGA开发应用研究[D]. 张宏亮.解放军信息工程大学 2009
[10]基于MFC和ACCESS数据库的学生信息管理系统[D]. 周山.吉林大学 2009
本文编号：3496433
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3496433.html
