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火炮身管内径自动测量仪研究

作　者: 罗鑫
导　师: 王昌明
学　校: 南京理工大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 身管内径检测自动测量电感位移传感器虚拟仪器
分类号: TJ305
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 196次
引　用: 2次
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内容摘要

火炮身管是各种口径的滑膛炮、迫击炮以及线膛火炮的关键部件,其作用是赋予弹丸预定的初速和射击方向,以使火炮完成规定的战斗任务。因此,精确、快速的测量火炮内膛尺寸参数,对于提高射击准确度和准确预测火炮剩余寿命有着关键作用。通过对火炮身管内膛直径检测问题的研究,针对身管检测系统的特殊作业环境,在制定了系统本体设计指标和要求的基础上,对系统的总体方案进行了分析和确立。设计了一种新型的高精度火炮身管内膛参数自动化检测系统,该系统具有自动化程度高、检测精度高、检测效率高、检测方便可靠等众多优点,能够对炮管内径实现准确快速的测量。通过对测试系统总体结构和工作环境参数的分析,系统本体结构采用了模块化的设计,并对各功能模块的工作原理进行了可靠性分析,进一步优化完善了系统本体结构的设计。该系统采用电感式位移传感器和激光测距传感器作为传感器件,在专门设计的传动机构的带动下,对火炮身管内膛直径进行自动化测量。针对整个测试系统的具体要求,专门设计了一套测试软件,在该软件的支持下,可以准确地测量身管任意截面内径尺寸的变化,并实现了数据快速实时处理和显示输出。对火炮身管内膛直径的检测试验中存在的各种干扰和造成误差的因素作了分析,并且针对误差产生的原因提出了相应的降低误差的措施。经过试验验证,火炮身管内膛直径检测系统的各种技术指标都达到了系统设计的要求,并且能够满足客户实际使用需要。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题的提出  7
  1.2 研究意义  7-8
  1.3 国内外研究现状  8-10
    1.3.1 身管检测技术简介  8
    1.3.2 国外相关技术研究现状  8-9
    1.3.3 国内相关技术研究现状  9-10
  1.4 火炮身管内径测量的发展趋势  10-11
2 内径检测仪系统总体方案分析  11-17
  2.1 主要研究内容  11
  2.2 总体设计方案  11-12
  2.3 工作原理  12-13
  2.4 硬件系统设计  13-17
    2.4.1 硬件总体设计方案  13-15
    2.4.2 爬机检测系统结构设计  15-17
3 系统总体结构设计  17-40
  3.1 传动装置的选择与安装  17-19
    3.1.1 主动轮设计  17-19
    3.1.2 从动轮设计  19
  3.2 步进电机的选择与安装  19-28
    3.2.1 步进电机介绍  19-20
    3.2.2 步进电机的选型  20-22
    3.2.3 电机舱体的结构设计  22-23
    3.2.4 步进电机驱动设计  23-27
    3.2.5 步进电机正反转控制  27-28
    3.2.6 步进电机转速的选择  28
  3.3 传感器的选择与安装  28-36
    3.3.1 电感式位移传感器的工作原理  28-31
    3.3.2 激光测距仪的工作原理  31-33
    3.3.3 传感器的选择  33-35
    3.3.4 传感器的安装  35-36
  3.4 智能测量接口系统  36-37
  3.5 系统电源  37-38
  3.6 内径检测仪总体设计  38-40
4 计算机软件系统设计  40-52
  4.1 测试软件的开发环境  40
  4.2 数据处理软件介绍  40-43
    4.2.1 虚拟仪器概述  40-41
    4.2.2 图形化开发平台LabVIEW  41-43
  4.3 基于 LabVIEW的自动检测系统设计  43-51
    4.3.1 系统的基准标定  44-46
    4.3.2 测试系统  46-47
    4.3.3 数据管理  47
    4.3.4 测量结果输出  47-48
    4.3.5 RS232数据通信  48-51
  4.4 本章小结  51-52
5 数据采集与处理  52-62
  5.1 传感器的标定  52-57
    5.1.1 标定的定义  52
    5.1.2 传感器标定的方法  52-53
    5.1.3 传感器标定原则  53-54
    5.1.4 电感位移传感器的标定  54-57
  5.2 炮管内径测量数据采集  57-59
    5.2.1 测量参数的设置  57
    5.2.2 测量数据采集  57-59
    5.2.3 试验采集数据坐标输出  59
  5.3 内径检测系统的误差分析  59-61
  5.4 本章小结  61-62
6 总结  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-66

火炮身管内径自动测量仪研究

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