一种火工品通断靶时差测试装置的制作方法

本发明属于电子测量，具体涉及一种火工品通断靶时差测试装置，尤其适用于火工品起爆信号与靶线通断信号的时差高精度测量，可延伸应用于高速通断信号时差分析、多通道高速信号采集及起爆点火控制领域。

背景技术：

1、火工品在武器装备、民用爆破等领域应用广泛，其起爆过程中起爆信号-靶线信号的时差是评估火工品性能、动态目标参数的关键指标。当前靶场测试中，主要采用基于单通道触发与普通晶振的时差测试装置，该技术采用单通道光电传感器与普通温补晶振(tcxo)实现时差测量：传感器模块通过单光电二极管输出脉冲信号，经运算放大器放大后传输至比较器；信号处理模块基于mcu的阈值判断逻辑触发计时器记录时间戳；时钟模块依赖tcxo提供时间基准。该装置存在以下不足：一是单通道架构无法实现多目标同步测量，信号传输易受共模干扰，误触发率高，数据可靠性差；二是普通晶振时钟稳定性差，长期测量累积误差大，无法满足高精度需求；三是功能完整性不足，缺乏回路自检、电量实时监测等功能，试验前无法预判装置状态，增加人工测试成本与风险。

技术实现思路

1、(一)发明目的

2、本发明针对现有技术可靠性差、精度低、仅支持单路、功能不完整的不足，提供一种基于多通道高速采集架构的火工品通断靶时差测试装置，实现起爆信号-靶线信号的双通道同步采集、微秒级时差测量，并具备自检、电量监测、循环充电功能，满足火工品动态参数分析的高精度与高可靠性需求。

3、(二)技术方案

4、为达到上述目的，解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

5、本发明的火工品通断靶时差测试装置，需搭配含专业时差测试软件的计算机及至少两通道示波器使用，其核心结构及连接关系如下：

6、(1)整体组成

7、装置主体包括：内置电池、直流降压模块、电量显示表、功能开关、分压电阻、高速数据采集模块、信号传输端口、检测指示灯、外壳及面板；各部件通过导线连接，形成“供电-信号采集-信号监测-数据传输”的完整回路。

8、(2)核心部件及功能

9、内置电池：设置1组，采用12v直流规格，为整个装置提供供电激励，可满足起爆、信号传输、检测等各项功能的电力需求；

10、直流降压模块：设置1个，其输入端与内置电池并联，能将12v电池电压降压至稳定值，输出端为靶线信号提供稳定工作电压；

11、电量显示表：设置1个，与内置电池并联，可实时显示装置剩余电量，避免因电量不足影响试验进行；

12、功能开关：共设置5个，分别标识为sa1～sa3、sb1～sb2，其中sa1为电源总开关，用于控制整体电路通断；sa2为靶线开关，用于控制靶线

13、回路通断；sa3为准爆开关，用于触发起爆准备状态；sb1为检测开关，用于启动回路自检；sb2为点火开关，用于触发起爆信号输出；

14、分压电阻：共设置3个，分别标识为r1～r3，其中r1为靶线信号分压电阻，工作电压为5.0v，可稳定靶线信号；r2为检测指示分压电阻，能配合检测指示灯实现自检回路功能；r3为起爆信号分压电阻，工作电压为8.0v，可稳定起爆信号；

15、高速数据采集模块：设置1个，具备至少2个通道，采样电压范围为0～10v，双通道采样速率不低于125ks/s，搭载fpga(现场可编程门阵列)实现多通道并行处理，采样时间间隔精度达±8μs，内部搭载多种二次开发设计语言，可实现信号程控与分析功能；

16、信号传输端口：共设置7个，其中2个为起爆端口，用于连接起爆线；2个为靶线端口，用于连接靶线；1个为bnc1起爆信号端口，用于连接示波器通道1以监测起爆信号；1个为bnc2靶线信号端口，用于连接示波器通道2以监测靶线信号；1个为usb端口，用于连接计算机实现数据通讯；

17、检测指示灯：设置1个，与sb1检测开关联动，当sb1闭合时灯亮，指示自检回路闭合，可进行线路通断检测；

18、外壳及面板：设置1套，外壳采用绝缘材料制成，具备防电磁干扰功能；面板采用铝合金材质，划分有控制区域及器件安装孔，便于部件安装与操作。

19、(3)本发明的关键技术特性1)分布式触发与差分传输：通过高速数据采集模块实时捕获起爆信号与靶线通断事件，采用差分信号传输技术消除共模干扰，大幅降低误触发率；2)高精度时钟与并行处理：内置fpga实现多通道并行处理，时差计算单元搭载高精度板载时钟振荡器，经逻辑控制电路分频后提供稳定时钟信号，实现微秒级时间间隔测量；

20、3)多功能集成：集成回路自检、电量显示、循环充电功能，提升装置实用性与可靠性。

21、(三)有效收益

22、1)采用多通道高速采集架构，支持双通道同步采集，解决单通道无法多路信号监测的问题；

23、2)通过差分信号传输和fpga并行处理，有效抑制共模干扰，提高信号稳定性；时差测量精度达±8μs，较现有技术大幅提升，满足火工品微秒级测试需求；

24、3)具备回路自检、电量显示、循环充电等功能，操作简便，误触发率低，可靠性和实用性高。

1.一种火工品通断靶时差测试装置，需搭配含专业时差测试软件的计算机及至少两通道示波器使用，其特征在于，包括：内置电池(2)，为装置提供12v直流供电；直流降压模块(5)，输入端与内置电池(2)并联，输出端为靶线回路提供稳定电压；电量显示表(4)，与内置电池(2)并联，实时显示剩余电量；5个功能开关，包括电源总开关(sa1，3)、靶线开关(sa2，6)、准爆开关(sa3，13)、检测开关(sb1，11)、点火开关(sb2，14)，分别控制供电通断、靶线回路、起爆准备、自检启动、起爆触发；3个分压电阻，包括靶线信号分压电阻(r1，9)、检测指示分压电阻(r2，12)、起爆信号分压电阻(r3，16)，分别稳定靶线信号、构成自检回路、稳定起爆信号；高速数据采集模块(18)，至少含2

2.根据权利要求1所述的火工品通断靶时差测试装置，其特征在于，所述内置电池(2)配合面板充电口实现循环充电。

3.根据权利要求1所述的火工品通断靶时差测试装置，其特征在于，所述高速数据采集模块(18)支持多种二次开发设计语言，计算机端专业测试软件基于该语言开发，可实现信号采集、数据存储、时差分析功能。

4.根据权利要求1所述的火工品通断靶时差测试装置，其特征在于，所述起爆信号分压电阻(r3，16)接入高速数据采集模块(18)的通道1，靶线信号分压电阻(r1，9)接入通道2，形成双通道同步采集回路。

5.根据权利要求1所述的火工品通断靶时差测试装置，其特征在于，所述检测指示灯(10)、检测开关(sb1，11)、检测指示分压电阻(r2，12)串联形成自检回路，自检时检测开关(sb1，11)闭合，指示灯亮，能够排查线路短路或开路故障。

6.根据权利要求1所述的火工品通断靶时差测试装置，其特征在于，所述起爆信号端口(bnc1，17)并联于r3(16)两端，靶线信号端口(bnc2，8)并联于r1(9)两端，分别连接示波器通道1、通道2，实现信号实时监测。

7.根据权利要求1所述的火工品通断靶时差测试装置，其特征在于，所述时差计算单元搭载高精度板载时钟振荡器，经板载逻辑控制电路分频后产生时钟信号，用于定时触发模拟端信号转换，确保时差测量精度±8μs。

8.根据权利要求1所述的火工品通断靶时差测试装置，其特征在于，所述信号传输采用差分信号传输技术，消除电磁噪声等共模干扰，大幅降低误触发率。