地磁计转数系统原理及应用

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：由于地磁计转数测量的有效信息是感应信号的频率或周期, 而非幅值, 所以在实际应用中, 可以通过信号调理电路尽可能大地放大信号。当计数值与预先装定的转数相同时, 计数器给出起爆信号, 从而实现计转数起爆控制。图5-15地磁计转数实现过程2.计转数电路系统设计计转数信号调理电路的主要功能是将传感线圈中的微弱信号进行放大, 同时对高频噪声进行抑制。

1.地磁计转数实现方法

由于小口径引信的空间非常有限, 传感器线圈的面积和匝数都不可能做得很大, 而且地磁场本身是弱磁场, 对感应电动势有贡献的分量还受射击角度的影响, 因此计转数传感器的输出信号非常微弱, 一般只有数百微伏。为了从此信号中提取弹丸的旋转信息, 必须首先对其进行放大。

由于地磁计转数测量的有效信息是感应信号的频率或周期, 而非幅值, 所以在实际应用中, 可以通过信号调理电路尽可能大地放大信号。这样, 在信号强的情况下, 由于采用的是无源测量, 信号受探测电路抑制自动限幅, 不会影响引信的安全性和可靠性, 在信号弱的情况下, 只要信噪比达到足以识别的程度, 同样不会影响计转数技术的实现。

地磁计转数的实现过程如图5 -15 所示: 传感器的输出信号经高增益放大电路放大后, 得到与弹丸旋转频率相同的正弦信号, 该信号经过比较电路整形后作为计数器的驱动信号, 驱动计数器工作。当计数值与预先装定的转数相同时, 计数器给出起爆信号, 从而实现计转数起爆控制。

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图5-15　地磁计转数实现过程

2.计转数电路系统设计

计转数信号调理电路的主要功能是将传感线圈中的微弱信号进行放大, 同时对高频噪声进行抑制。模拟试验证明, 传感线圈中的感生电动势约为40 mV, 因此设计电路的放大倍数为30 倍。为电路板节省空间, 电路中没有设计专用的滤波电路, 而是采用了由运算放大器构成的带增益的二阶低通滤波电路, 在放大的同时进行低通滤波。由于测速信号是双极性的, 为了处理方便, 在电路中叠加了一个参考电压VREF, 使输入的交流信号放大后变成以VREF为中心上下波动的正电压信号, 从而可以采用较简单的单电源供电。图5 -16所示为信号调理电路的原理图。

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图5-16　信号调理电路原理图

图5 -16 中滤波放大电路后面跟了一个比较器, 其功能是检测脉冲信号的过零点, 将脉冲信号与阈值电压VCOMP比较, 比较结果是标准的数字脉冲信号,可以直接送入后续处理电路测量时间差。图5 -17 所示为产生VREF和VCOMP的电压跟随电路。

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图5-17　电压跟随电路

地磁计转数系统原理及应用

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