关于光电二极管阵列立靶坐标和速度测量

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1、图书分类号TN247密级非密注1UDC620硕士学位论文基于光电二极管阵列的立靶坐标和速度测量邱婉静指导教师（姓名、职称）姜三平副教授申请学位级别工学硕士专业名称光学工程论文提交日期2013年6月5日论文答辩日期2013年6月2日学位授予日期________年______月______日论文评阅人郝晓剑、张文爱答辩委员会主席张志杰2013年6月5日原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个

2、人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文基于光电二极管阵列的立靶坐标和速度测量摘要弹丸弹着点坐标和速度的测量主

3、要依靠光电立靶系统进行测量，目前国内的光电立靶系统存在结构复杂、测量精度低等缺点。本文根据这一现状，研究了一种基于光电二极管阵列的立靶坐标和速度的测量系统。该系统克服了这些缺点，且具有成本低、结构简单、测量精度高等特点。该系统的研制对于目前报靶系统有着重要的意义。本系统的核心部分是光电靶的设计结构，系统的发射光源采用90°扇形半导体激光器，接收装置采用光电二极管阵列，四个90°扇形激光器经过圆柱透镜发出扇形光幕，这些扇形光幕相互交叉成一个矩形光幕，矩形光幕的光强由光电二极管阵列测量。当有弹丸穿过矩形光幕时，部分激光器发出的光会被遮挡住，促使相对应的

4、光电二极管接收到信号，处理电路经过对信号的采集、分析及计算得到弹丸坐标，同时记时仪记录弹丸穿过光幕靶的时间，根据光幕靶间的距离计算得出弹丸的速度。论文中给出了该光电靶的硬件电路及弹丸坐标和速度的计算方案。硬件电路由光电转换电路、比较电路和数字信号电路组成，计算方案包括坐标计算方案和速度计算方案，在对有效靶区为1m的光电靶进行仿真实验后，表明该光电靶的测量误差在2mm内。在论文的最后设计了一种改进型的光电靶系统，改进后的系统是以两个LED灯为光源设计的光电靶，它的主要特点是结构简单，抗震性比较好。论文中对有效靶区为0.5m的光电靶进行了三种不同的仿真

5、实验，仿真实验分别从光源离靶面0mm、50mm、100mm的地方进行，通过仿真实验得出在光源离靶面50mm时光电靶的测量误差最小。最后对0.5m×0.5m的光电靶样机进行了7.62mm的实弹试验，结果表明该立靶系统具有高精度和高灵敏度的特点。关键词：立靶测量系统，光电二极管阵列，坐标测量，速度测量，激光技术中北大学学位论文VerticalTargetCoordinatesandVelocityMeasurementBasedonPhotodiodeArraysAbstractBulletimpactpointcoordinatesandveloci

6、tiesmainlymeasuredbythephotoelectricverticaltargetmeasurementsystem,thecurrentdomesticsystemhaveshortcomingsofcomplexstructure,lowmeasurementaccuracyandsoon.Accordingtothissituation,thispaperpresentsaverticaltargetcoordinatesandvelocitiesmeasurementsystembasedonphotodiodearray

7、s.Thesystemovercomesthesedrawbacks,andhascharacteristicsoflowcost,simplestructure,highmeasurementaccuracy.Thedevelopmentofthissystemhasanimportantsignificanceforthepresenttargetsystem.Thecoreofthesystemisthephotoelectrictarget,systememissionlightsourceuses90°fan-shapedsemicond

8、uctorlaseremission,andreceiverusesphotodiodearray,four90°lase