基于AVR单片机控制两级线圈电磁发射器的研究与设计(2)

4 发射器精度实验测试

为测试线圈式电磁发射器的发射精度，下面主要从发射器的射击距离和打靶准确度两方面来测量.经整流、滤波后给电容充电的交流电的频率和电压幅值，可以通过PMW脉宽调制器调节输出再经MOS管全桥和变压器升压产生.因此，首先对SG3525控制电压与输出脉冲占空比进行了测试，以便选择合适的输入电压，测试结果如图8所示.从图中可以看出，当输入电压超过3.2V之后，占空比基本上保持不变.

为了便于测量，对于射击距离和打靶准确度的测试，选择距离分别为2米和4米，目标靶距离3米，靶心高度为64cm.电压值的大小决定了弹丸发射速度的不同，因而也就使得弹丸射击的水平距离不同.一般电压值越大，水平距离越远.为了初略了解电压与距离的关系，试选择了不同电压进行射击，得出的结果见图9.由图可知，为了使射击距离精确为2米和4米，后面的实验测试分别选择191V和257V电压.

实际发射过程中，有多种客观情况对弹丸的发射距离产生影响，如风力大小、空气湿度等.为了了解线圈式电磁发射器自身因素对发射距离精度的影响，下面分别将发射电压设置为191V和257V，并都进行了10次实验，实验结果如图10所示.

由于固定了目标靶位置及靶心，为测试打靶情况，首先通过实验确定在不同的发射电压下，弹丸击中目标靶的位置，经过射击实验得到的发射电压与弹丸击中靶的高度如图11所示.据此，选择打靶的发射电压为254V，打中靶的位置高度如图12所示.从图中可以看出，弹丸击中靶的位置基本上都落在靶心位置，误差在-5~5mm以内，可见所设计的电磁发射器具有较高的准确度.

5 结论

本文运用AVR单片机进行精确控制，设计实现了一个两级线圈式电磁发射器.为了携带方便，运用低压直流电源供电，通过改变PMW脉宽调制器SG3525输入调节输出的频率和电压幅值，再经过MC33883驱动MOS管全桥产生高频交流电，以及变压器升压、整流、滤波之后，对电容进行充电.还可以通过手动开关选择设定发射电压，且充电电压通过AVR单片机采集并输出经数码管显示.第一级线圈采用可控硅控制触发，第二级线圈利用光电对管检测弹丸的通过情况进行控制可控硅实现触发.最后经过实际射击测试，得到的数据显示发射器具有较高的精度.

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