[发明专利]一种弹丸跨介质姿态测试方法

权利要求书

1.一种弹丸跨介质姿态测试方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1、在弹丸内增设姿态测试装置：

所述姿态测试装置包括外壳（1）、弹簧（2）、扭簧（3）、挂钩（4）、浮标（5）、挂钩塞（6）、第一隔板（7）、第二隔板（8）、加速度传感器、陀螺仪、供电模块、信号调理电路、存储器模块、数据传输模块、主芯片MCU；

在外壳（1）内设置第一隔板（7），第一隔板（7）将外壳（1）内分为第一腔体和第二腔体，弹簧（2）、扭簧（3）、挂钩（4）、设置在第一腔体内，在第一腔体的圆周外壁上开有一个圆孔，挂钩塞（6）设置在圆孔内，并与外壳（1）的外壁面平滑过渡，弹簧（2）一端固定在第一腔体的内壁，另一端固定在挂钩塞（6）上，挂钩（4）通过扭簧（3）和转轴设置在第一腔体内，初始状态时，挂钩（4）钩在挂钩塞（6）上，且弹簧（2）处于拉伸状态；在挂钩塞（6）外壁和弹丸内壁之间留有间隙，用于装填炸药，用于炸开弹丸壳体以及作为推动挂钩塞（6）向外壳（1）内运动的动力；

在第二腔体内设有第二隔板（8），通过第二隔板（8）将第二腔体自上而下分为电路板腔（9）和供电模块腔（10），陀螺仪、主芯片MCU、信号调理电路、存储器模块、数据传输模块设置在电路板腔（9），加速度传感器固定在第二隔板（8）上，供电模块固定在供电模块腔（10）内；加速度传感器的输出信号通过3根电缆线与信号调理电路进行连接；信号调理电路的输出连接到主芯片MCU的AD上，陀螺仪与主芯片MCU通过SPI的方式进行连接，存储器模块与主芯片MCU通过FSMC的方式进行连接，数据传输模块通过串行式通信的方式进行回传数据的；供电模块分别与陀螺仪、信号调理电路、存储器模块、数据传输模块和主芯片MCU连接，对它们进行供电；

步骤2、弹丸发射瞬间，加速度传感器和陀螺仪进行启动，自检和校准；加速度传感器与信号调理电路通过三根电缆线相连；加速度传感器将采集到的电荷信号通过电缆线输入到信号调理电路，信号调理电路将电荷信号进行放大和转换变为电压模拟信号；再通过主芯片MCU中的AD转换将电压模拟信号转化为电压数字信号，获得加速度；主芯片MCU将陀螺仪设置为它的从设备，读取角速度；主芯片MCU将角速度和加速度的值写入存储器模块中；

步骤3、弹丸到达水底之后，在姿态测试装置的作用下，浮标（5）被弹出，带着串行通信线的一端浮到水上和上位机建立连接；等待上位机通过串行通信的方式给姿态测试装置发送一个信号之后，然后通过为数据传输模块将保存在存储器模块中的三轴角速度、三轴加速度和姿态角的值传回到上位机。

2.根据权利要求1所述的弹丸跨介质姿态测试方法，其特征在于：所述姿态测试装置的第二腔体外壁设有外螺纹，用于连接在弹丸内。

3.根据权利要求1所述的弹丸跨介质姿态测试方法，其特征在于：姿态测试装置还包括浮标（5），挂钩塞（6）自内壁向外开有盲孔，浮标（5）设置在盲孔内。

4.根据权利要求1所述的弹丸跨介质姿态测试方法，其特征在于：姿态测试装置的外壳（1）材料为35CrMnSiA，第二腔体通过填充环氧树脂实现缓冲。

5.根据权利要求1所述的弹丸跨介质姿态测试方法，其特征在于：所述信号调理电路包括运算放大器U1、第一接口P1、第一反馈电容C1、第一反馈电阻R1、第二接口P2、第二反馈电容C2、第二反馈电阻R2、第三接口P3、第三反馈电容C3、第三反馈电阻R3、第四分压电阻R4、第五分压电阻R5；信号调理电路是用3.3V进行供电，由供电模块与运算放大器U1的引脚4相连进行供电；第四分压电阻R4和第五分压电阻R5起分压的作用，为运算放大器U1的正输入端提供1.65V电压，第四分压电阻R4一端接3.3V电压，另一端与第五分压电阻R5相连，第五分压电阻R5的另一端接地；第一接口P1接加速度传感器的X轴接口，第二接口P2接加速度传感器的Y轴接口，第三接口P3接加速度传感器的Z轴输出接口，加速度传感器通过3根电缆线分别与第一接口P1、第二接口P2、第三接口P3相连；第一反馈电容C1和第一反馈电阻R1并联，并联在运算放大器U1的引脚1和引脚2上；第二反馈电容C2和第二反馈电阻R2并联，并联在运算放大器U1的引脚6和引脚7上；第三反馈电容C3和第三反馈电阻R3并联；并联在运算放大器U1的引脚13和引脚14上；加速度传感器采集信号之后，通过第一接口P1、第二接口P2和第三接口P3将电信号传输到信号调理电路的运算放大器U1中，然后信号调理电路的运算放大器U1输出放大和转换之后的电压模拟信号。