1 引言
定距测时法又称区截测速法。它是弹丸在通过间距为Δx精确已知的两点时,产生两个电信号,并利用它们去控制测时仪器,测出物体通过这段距离所需时间Δt,然后根据公式计算出物体通过这段距离的平均速度。根据区截测速的基本原理,用光电检测的方法设计测试方案,形成大面积激光光幕,能够实现多物体同时测试,能够在强光、烟雾等恶劣环境下工作。 2 折叠篮工作原理
通过测量被测物体通过两个光幕的时间间隔t及两光幕之间的距离s,由可以得到被测物体的速度。t可通过单片机计时得到,s可通过卡尺精确测出并固定。数据经单片机处理后输出。系统结构如图。 3 光路设计
对甲苯磺酸吡啶盐将半导体激光光源发出的激光通过透镜形成平行光光幕,再经过透镜将平行光汇聚,由光电探测器件接受。当物体通过光幕时,光通量发生变化,将变化转化为电信号,作为单片机的中断触发源。如图:
光源 透镜 光幕 光电探测器件
4 软件设计
数据采集、显示有51单片机完成,程序开始时,定义LED显示字型码及控制字码,并初始化各端口、计数器和中断控制寄存器,然后进入测试等待状态,当弹丸穿过启动光幕时,开启计数器1,当弹丸穿过停止光幕时,关闭计数器1,此时可得到通过两光幕的时间出,然后对数据进行处理,并将得到的速度值送到施梦月LED进行显示大型风力发电机组.
5 信号处理单元
信号处理单元包括光电信号转换放大电路和比较器电路组成。光电信号转换放大电路是将高速运动物体通过光幕时产生的光信号转换成电信号,并将电信号放大,根据后一级电路的需要选择合适的电信号的放大倍数。光电信号转换放大电路如图: 由于使用单片机作为数据采集单元的核心,因此经过放大处理后的信号需送入比较器电路,将放大的模拟信号转换成数字信号,但由于信号上叠加有噪声,⋯如若选用单一的阈值比较器电路,将会在阈值附近产生反转,从而产生误触发。为了有效抑制噪声的影响,肿该比较器电路选用LM311、R和RES组成滞回比较器,比较电路如图5所示,(a)、(b)分
玄武岩纤维布
别表示启动电路和停止电路[5]。由启动电路和停止电路输出的方波信号分别输入单片机的外部中断端INT0和INTl,来控制计数器开始计数和停止计数。
6 总体结构
将各个部分连接在单片机上,形成完整系统,采用AT89C51单片机来实现对弹丸过靶信号的采集和处理。弹丸通过两个激光光幕时光电探测器接收的光通量会产生变化,经过光电信号转换放大电路和比较电路,输出两路方波信号,最后输入到单片机的外部中断引脚(INT0、INTl)上。单片机通过计数器计算出两次中断信号输入的间隔时间,就可得到弹丸
通过两光幕区的时间,根据已知两光幕之间的距离,即可计算出弹丸经过两光幕中心的速度,如图:
csi lv
7 参考文献
高速运动物体的速度测试系统设计,百度文库
光电检测系统,百度文库