編碼式光幕立靶測(cè)試系統(tǒng)的研究

4 光電靶信號(hào)編碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)
參照光纖編碼的方法，假設(shè)光電二極管為一矩形薄片，外形尺寸為1．5 mmxl．5 mm，厚度對(duì)接收無(wú)影響。其敏感面積與外形尺寸一致。考慮到安裝因素，將光電二極管均勻地按2 mmx2 mm區(qū)域排列成直線，敏感面朝向光源方向，直線長(zhǎng)度決定探測(cè)區(qū)域長(zhǎng)度。假設(shè)選定長(zhǎng)度為400 mm．則光電二極管數(shù)為200個(gè)。選取同樣排列的二極管陣列條，分別編號(hào)為大區(qū)、中區(qū)和小區(qū)，每一條上的二極管實(shí)行分組編碼。4等份大區(qū)，從左到右每份編號(hào)為A1，A2，A3，A4，每等份共有50個(gè)二極管。對(duì)應(yīng)同一大區(qū)的中區(qū)也分為5等份，對(duì)應(yīng)編號(hào)為B11，B12…B15，其中第一位數(shù)字為大區(qū)號(hào)，最后一位數(shù)字是中區(qū)號(hào)，依次類推。10等份對(duì)應(yīng)同一中區(qū)的小區(qū)，對(duì)應(yīng)編號(hào)為C111，C112，……，C1110。其中，前兩位數(shù)字為中區(qū)號(hào)，最后一位或兩位是小區(qū)號(hào)，依次類推。每一個(gè)編號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)二極管。大區(qū)的A1~A4作為4組，每組的光電二極管并在一起，其輸出接入一個(gè)放大電路，放大電路的編號(hào)與每組的編號(hào)相同．即A1，A2，A3，A4。將中區(qū)B11，B2l，B31，B41所在區(qū)域的光電二極管編為一組B12，B22，B32，B42，依次類推，B15，B25，B35，B45光電二極管作為一組，中區(qū)共有5組，其放大電路也有5組，編號(hào)分別為B1，B2…B5，依次類推。小區(qū)中將分別屬于不同中區(qū)的后一位或后兩位編號(hào)相同的二極管作為一組，分組編號(hào)為C1，C2…C10，每組有20個(gè)光電二極管，其對(duì)應(yīng)的放大電路編號(hào)與分組編號(hào)相同。圖3為編碼原理示意圖。圖4為編碼電路示意圖。

當(dāng)彈丸垂直光幕穿過時(shí)，每個(gè)區(qū)至少有一路放大電路產(chǎn)生信號(hào)。假設(shè)有信號(hào)為1，無(wú)信號(hào)為0，則采集電路將4+5+10個(gè)放大電路的信號(hào)按數(shù)字信號(hào)方式采集，得到一個(gè)19字節(jié)的數(shù)字信號(hào)。兩個(gè)正交光幕靶共有2x19個(gè)數(shù)字信號(hào)，依此可判斷彈丸穿過光幕時(shí)的坐標(biāo)。針對(duì)一個(gè)給定的探測(cè)區(qū)域的長(zhǎng)度，要根據(jù)不同情況計(jì)算最佳的陣列數(shù)，以及各個(gè)陣列組數(shù)。與光纖編碼相比，電路編碼省去復(fù)雜的光纖編排工藝，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、靈活，可靠性高。因此，該電路編碼是一種新型的編碼方法。為保證采集數(shù)據(jù)的可靠性，使各路放大電路信號(hào)的位必須與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)線的位相對(duì)應(yīng)并確保數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性不受各脈沖先后順序的影響，采用信號(hào)保持技術(shù)．保證有足夠采樣時(shí)間而且在此時(shí)間內(nèi)各路信息狀態(tài)穩(wěn)定。假設(shè)選定長(zhǎng)度為400 mm，將光電二極管均勻地按2mmx2 mm區(qū)域排列成一條直線。4個(gè)大區(qū)將視場(chǎng)均分為100 mm，5個(gè)中區(qū)將視場(chǎng)均分為20 mm，10個(gè)小區(qū)則均分為2 mm。視場(chǎng)的坐標(biāo)原點(diǎn)為兩靶的交點(diǎn)，當(dāng)彈丸穿過接收裝置的2號(hào)大區(qū)、1號(hào)中區(qū)、3號(hào)小區(qū)時(shí)，則彈丸的坐標(biāo)位置為(2―1)×100mm+(1―1)×20 mm+(3―1)x2 mm=104 mm。依此類推，可以得彈丸坐標(biāo)。