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图2.1 靶后破片冲量测量总体方案 6
图2.2 冲击摆 6
图2.3 机械能守恒示意图 7
图2.4 冲量摆原理图 8
图2.5 收弹器模型 10
图2.6 后效靶板模型 10
图2.7 传感器支座模型 11
图3.1 光电编码器原理示意图 12
图3.2 四位二进制编码盘 12
图3.3 四位二进制循环码盘 12
图3.4 增量式光电编码器原理图 12
图3.5 增量式编码器 12
图3.6 辨向原理图 15
图3.7 光电编码器安装尺寸 16
图3.8 测量破片冲击波压力示意图 17
图4.1 数字信号处理系统的设计流程 20
图4.2 系统结构框图 21
图4.3 控制器硬件结构设计 22
图4.4 ATMEGA128封装引脚图 23
图4.5 电源管理模块设计 24
图4.6 电源管理模块设计 24
图4.7 电源管理模块设计 25
图4.8 光耦模块设计 26
图4.9 6N137内部结构图 26
图4.10 铁电存储器电路设计 27
图4.11 键盘模块设计 28
图4.12 1602液晶显示模块设计 28
图5.1 系统软件总体示意图 32
图5.2 计数程序流程图 33
图5.3 I2C总线写时序 34
图5.4 I2C总线读时序 34
图6.1 现场布置俯视示意图（尺寸单位MM） 36
图6.2 现场布置侧视示意图（尺寸单位MM） 36
图6.3 现场试验火炮 37
图6.4 光电编码器测量电路装置 37
图6.5 压力传感器布置 37
图6.6 现场布置图 38
图6.7 冲击波压力波形图 40
表3.1 压力传感器技术参数 17
表4.1 ASM1117的管脚 24
表4.2 时钟源选择 25
表4.3 FM24CL64管脚描述表 27
表4.4 时钟源选择表 29
表5.1 不同状态A、B电平值 33
表6.1 历次试验传感器测得冲击波波阵面压力 40
表6.2 破片冲量试验结果 40
1 概述
众所周知，在战场中，弹丸爆炸产生的破片和冲击波作为一种有效的破坏装甲的战斗部。破片式战斗部作为一种有效的杀伤战斗部，从反导武器诞生以来就一直作为反导战斗部主要采用的方式[1]。破片作为一种杀伤元件通常是弹丸内部炸药爆炸，使金属壳体瞬间解体产生的，其主要作用是利用爆炸产生的高速度撞击和击穿装甲等目标，还可以在装甲内部导致引燃和引爆。所以，可以用将破片撞击装甲时产生的冲量大小，来衡量弹药在破片方面的杀伤性能 [2]。
本论文开展了弹药靶后破片冲量测量装置的研究，通过学习冲击摆理论系统、光电编码器原理和应用、控制系统的特点和研究，设计了冲量摆装置、破片回收装置和冲量测量系统，作为一种测量靶后破片冲量的有效方法。
1.1 课题背景及研究意义
今迅猛发展的高新科技影响着世界的经济、文化、生活等各个领域，在军事领域也引发了众多决定性的变化，目前智能化、信息化、集成化是各国武器装备发展的趋势[3]。
当虽然在使用的战斗部的用途上，世界各国部队有较大的差异，但是都是依靠炸药爆炸后产生的破片破坏武器装备结构和杀伤生命体，或者利用高速飞行的弹丸所具有的的强大动能来攻击对方硬质装甲；同时利用爆炸瞬间对空气的强大作用来毁伤坚固防御系统等。
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