基于虚拟仪器的轻武器终点杀伤测试系统.pdf

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1、第１０卷第２期中国科技论文Ｖｏｌ．１０Ｎｏ．２２０１５年１月ＣＨＩＮＡＳＣＩＥＮＣＥＰＡＰＥＲＪａｎ．２０１５基于虚拟仪器的轻武器终点杀伤测试系统刘乃强，郑宾，刘丹（中北大学计算机与控制工程学院，太原０３００５１）摘要：评估轻武器对目标的终点杀伤效应对指导轻武器与防护材料研制有重要的意义，传统的分离仪器配合生物靶标不能很好地满足低成本、高效率的测试需求。设计了基于ＰＸＩｅ总线的虚拟仪器与４℃、１０％质量分数时，尺寸为５００ｍｍ×５００ｍｍ×４８０ｍｍ明胶靶标的轻武器终点杀伤测试系统。系统软件由Ｌａｂｗ

2、ｉｎｄｏｗｓ／ＣＶＩ编写，利用Ａｃｃｅｓｓ数据库技术进一步提升系统灵活性与安全性，适应不同测试条件。经非侵彻明胶压力试验得出，压力测试相对误差小于１．５％，多通道采集时间差小于１９μｓ，实验结果满足设计需求。关键词：终点杀伤；虚拟仪器；Ｌａｂｗｉｎｄｏｗｓ／ＣＶＩ；明胶靶标；非侵彻中图分类号：ＴＪ２０６文献标志码：Ａ文章编号：２０９５２７８３（２０１５）０２０２３７０４犈狀犱犽犻犾犾犻狀犵狅犳狋犺犲犾犻犵犺狋狑犲犪狆狅狀狊狋犲狊狋狊狔狊狋犲犿犫犪狊犲犱狅狀狏犻狉狋狌犪犾犻狀狊狋狉狌犿犲狀狋ＬｉｕＮａｉｑ

3、ｉａｎｇ，ＺｈｅｎｇＢｉｎ，ＬｉｕＤａｎ（犛犮犺狅狅犾狅犳犆狅犿狆狌狋犲狉犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犆狅狀狋狉狅犾犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犖狅狉狋犺犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犆犺犻狀犪，犜犪犻狔狌犪狀０３００５１，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔｈｅｔａｒｇｅｔｄａｍａｇｅｏｆｔｈｅｌｉｇｈｔｗｅａｐｏｎｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｇｕｉｄｅｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｌｉｇｈｔｗｅａｐｏｎｓａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｂ

4、ｉｏｌｏｇｉｃａｌｔａｒｇｅｔｓｃａｎ’ｔｗｅｌｌｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｌｏｗｃｏｓｔ，ｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｔｅｓｔｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．ＡｎｅｗＬｉｇｈｔｗｅａｐｏｎｓｅｎｄｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｏｎＰＸＩｅｂｕｓＶｉｒｔｕａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｎｄｇｅｌａｔｉｎｔａｒｇｅｔｓｗｉｔｈ４℃１０％ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄ５００ｍｍ×５００ｍｍ×５００ｍｍ．ＳｙｓｔｅｍｓｏｆｔｗａｒｅｉｓｗｒｉｔｔｅｎｗｉｔｈＬａｂｗｉｎｄｏｗｓ／ＣＶＩ．Ａｃｃｅｓｓ

5、ｄａｔａｂａｓｅｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏａｄａｐｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｓｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｓｙｓｔｅｍｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｅｃｕｒｉｔｙ．Ｔｈｅｎｏｎｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｇｅｌａｔｉｎｐｒｅｓｓｕｒｅｔｅｓｔｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｍｅｅｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｔｅｓｔｉｎｇｒｅｌａｔｉｖｅｅｒｒｏｒｌｅｓｓｔｈａｎ１．５％，ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌａｃｑｕｉ

6、ｓｉｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ１９μｓ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｅｎｄｋｉｌｌｉｎｇ；ｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；Ｌａｂｗｉｎｄｏｗｓ／ＣＶＩ；ｇｅｌａｔｉｎｔａｒｇｅｔｓ；ｎｏｎｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ如何评估轻武器终点杀伤效应是近年来轻武器行业研究的热点问题之一，可靠的测试数据是指导［１］轻武器研制与防护器具设计的重要依据。现阶段，利用分散的测试仪器进行动物实验为揭示不同杀伤元的终点杀伤效应提供了大量宝贵的数据，但动物实验不仅成本高且动物组织个体差异大，导致试验次数受限且一致性不佳。分离的

7、测试仪器也不利于集中测试资源、提高实验效率。基于此，设计了基于ＰＸＩｅ总线虚拟仪器的轻武器终点杀伤测试系统，并利用４℃时１０％质量分数的食用明胶作为靶标模拟肌肉组织。特定环境下的食用明胶具有与人体组织相似的力学特性且透明度高，ＰＸＩ数据采集图１测试系统总体架构设备可实现多通道的同步采集，在反应杀伤元对人体的伤害上具有直观、高效等优点。明胶靶标的制备品质会直接影响测试结果，前人曾专门对如何配制明胶模仿人体组织做过深入的１系统硬件设计研究，发现４℃、１０％质量分数时，尺寸为５００ｍｍ×１．１基本架构及配置

8、５００ｍｍ×４８０ｍｍ的食用明胶能很好地模拟活体组轻武器终点杀伤测试系统主要由弹丸与破片发织，在弹道上的空腔产生及整体形变特性符合真实［２］射装置、明胶靶标单元、测速触发单元及测试采集单人体。由检验级弹道枪在距离明胶靶标５０ｍ处元４部分组成，系统总体设计方案如图１所示。发射５．８ｍｍ球型破片，在距枪口５ｍ处利用光电测收稿日期：２０１４１１２３基金项目：国防基础科研计划资助项目（Ａ１０２０１２０００１）作者简介：刘乃强（１９９０－），男，