[发明专利]一种弹丸跨介质姿态测试方法

说明书

本发明提出了一种跨介质姿态测试方法，利用跨介质弹载姿态测试装置去测试弹丸入水瞬间的加速度和角速度，从而得到弹丸入水瞬间的姿态。在测试完成后利用设计的跨介质测试装置将数据以串行总线式通信的方式传输回来，以ARM系列的芯片为测试系统的主控单元，然后进行了硬件模块设计，同时设计了跨介质测试装置。可以进行对数据采集后，不用人工打捞，使用测试装置自动完成对数据的回收。

技术领域

本发明涉及弹丸跨介质的动态测试技术，具体涉及一种跨介质的弹丸姿态测试方法。

在水下复杂的测量环境中，进行弹载测试的研究较为困难，因此进行弹载测试装置的研究具有重大的意义。在使用弹载测试系统进行姿态的测量时，由于水下的通信较为困难，不能进行实时的数据传输。目前，在水下弹载姿态测量中，常用的获取数据的手段一般都是采用人工打捞的方式进行打捞弹丸，然后获取其中的数据，如果弹丸进入水底泥沙之中，人工寻找也较为困难，因此发明了适合测量的测试装置。同时在姿态的测试中，一般也会使用惯性器件进行测量，但是在弹丸跨介质的测量中，常用的惯性器件的加速度的量程较小，不能够完成测量的要求。

发明内容

本发明的目的在于提出一种弹丸跨介质姿态测试方法，解决了弹丸在入水瞬间姿态测量的问题和弹丸在入水后进入泥沙后打捞困难，数据回收困难的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种弹丸跨介质姿态测试方法，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、弹簧、扭簧、挂钩、浮标、挂钩塞、第一隔板、第二隔板、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。

在外壳内设置第一隔板，第一隔板将外壳内分为第一腔体和第二腔体，弹簧、扭簧、挂钩、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，挂钩塞设置在圆孔内，并与外壳的外壁面平滑过渡，弹簧一端固定在第一腔体的内壁，另一端固定在挂钩塞上，挂钩通过扭簧和转轴设置在第一腔体内，初始状态时，挂钩钩在挂钩塞上，且弹簧处于拉伸状态；在挂钩塞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向外壳内运动的动力。

在第二腔体内设有第二隔板，通过第二隔板将第二腔体自上而下分为电路板腔和供电模块腔，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，加速度传感器固定在第二隔板上，供电模块固定在供电模块腔内；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。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：