Неразрушаемая лучевая мишень Советский патент 1993 года по МПК F41J5/02 

ел

с

со

СА 00

2 ю

СА

Изобретение относится к фотоэлектрической техники индикации результатов стрельбы как при соревнованиях на меткость стрельбы, так и в процессе приемосдаточных испытаний спортивного и охотничьего оружия, а также при отработке конструкции новых образцов указанного оружия перед постановкой их на производство.

Целью настоящего изобретения является повышение достоверности регистрации пролета пули в условиях конечно.й расходимости лучей.

На фиг.1 показаны основные элементы конструкции мишени; на фиг.2 - функциональная схема мишени на две координаты X и У; на фиг.З - функциональная схема регистрирующего блока; на фиг.4 - временная диаграмма работы одной функциональной группы мишени.

На раме 1 (фиг.1) с окном 2 смежно установлены брусья 3, 4 с диафрагмами 5 и светодиодами 6, а также брусья 7,8с фотодиодами и диафрагмами 10. Диафрагмы фотодиодов 10 не являются обязательными, для мишени.

Расстояние между соседними светодиодами, а также соседними фотодиодами, из- меренные в плоскости мишени, не превышают калибра пули 11.Светодиоды и фотодиоды о.беих координат мишени разделены на функциональные группы Гр. О, Гр.1, .... Гр.п (фиг.2) по m оптоэлектронных пар каждая. Для определенности, на фиг,1, для каждой из координат X и Y, показаны по три функциональных группы Гр.О, Гр,1, Гр.2. По условиям функционирования мишени число m оптоэлектронных пар в каждой группе должно быть больше половины числа фотодиодов 9, освещаемых одним светодиодом 6 вследствие расходимости его луча. При выполнении этого условия в каждой из функциональных групп -мишени имеется по крайней мере одна независимая оптоэлект- ронная пара, фотодиод которой не засвечен светодиодами соседних оптоэлектронных пар и она может быть включена в очередной раз без ущерба для других оптоэлектронных пар, включаемых в этот же момент времени. На фиг.1 светодиоды и фотодиоды разделены на труппы по восемь оптоэлектронных пар (т 8), так как вследствие расходимости лучей светодиодов 6 (расходящиеся от диафрагм 5 штрихпунктирные линии на фиг.1) каждым из указанных светодиодов может быть освещено до семи фотодиодов, лежащих по одну сторону от оптической оси оп- тоэлектронной пары (т 7). Фотодиоды 9 (фиг.2) включены как генераторы фотоЭДС и зашунтированы резисторами 12 и затем,

через усилители 13, формирователи 14 подключены ко входам регистрирующего блока 15 через ключи фотодиодов 16. Усилители 13 и формирователи 14 при необходимости могут быть подключены и после ключей 16. К выходу блока 15 подключено индикаторное устройство 17. Светодиоды 6 своими анодами подключены к плюсу источника питания 18, катодами же, через токоограничительные резисторы 19 и ключи светодиодов 20, подключены к минусу источника 18. Наиболее предпочтительно подключение одноименных светодиодов функциональных групп в последовательную цепь, аноды

5 крайних светодиодов указанных цепей подключены к плюсу источника 18. катоды других крайних светодиодов - через соответствующие токоограничительные резисторы 19 и ключи 20 - к минусу источника

0 18. При необходимости, не исключается возможность и параллельного подключения одноименных светодиодов функциональных групп. В этом случае аноды всех светодиодов необходимо подключить к плюсу источ5 ника 18, катоды - через отдельные для каждого свегодиода резисторы 19 подключить к минусу источника 18 через m ключей (один ключ на группу одноименных светодиодов, относящихся к разным функциональ0 ным группам).

Важной частью мишени является и многофазный генератор 21 импульсов (4) на m выходов. К выходам указанного генератора .подключены одноименные входы управле5 ния ключей светодиодов 20 и ключей фотодиодов 16 функциональных групп Гр.О. Гр. 1, .,.. Гр.п координат X и V. Для надежной работы мишени вход синхронизации многофазного генератора 21 - необходимо

0 подключить к выходу регистрирующего блока 15 (фиг.2), в частности, к его генератору 32 тактовой частоты (фиг.З).

Регистрирующий блок 15 может быть выполнен по известной из прототипа (2) схе5 ме (фиг.З) на основе пусковых запоминающих схем 24, 26 (номера позиций на фиг.З соответствуют указанным в прототипе), детектора 28, командного блока 30, генератора тактовой частоты 32. счетчиков 34, 36,

0 компараторов 38, 40, подключенных своими

входами совместно со входами детектора 28

к выходам запоминающих схем, а выходами

. - ко входам командного блока 30, своим

выходом подключенного ко входам управле5 ния запоминающих схем 24. 26. генератора 32, счетчиков 34, 36, а также к выходу СО блока 15, предназначенному для подключения пхода СО генератора 21 (фиг.2). Счетчики 34, 36 своими выходами подключены ко входам компараторов 38. 40. а входами - к

выходу генератора 32. Выход генератора 32 подключен через преобразователь импе- дг нса 42 к выходу 10 блока 15 (фиг.З), предназначенному для подключения ко еходу 0 индикаторного устройства 17(фиг.2). Входы X(i, Xi,... Хр, Yo. YI, ..., Yp пусковых запоминающих схем 24,26 блока 15 (фиг.З) подключены соответственно к фотодиодам 9 координат X, Y через соответствующие усилители 13. формирователи 14, ключи 16.

Работа мишени будет понятна после рассмотрения работы одной функциональной группы Гр.1 координаты X(Y) мишени, содержащей восемь оптоэлектронных пар (т 8) из светодиодов 6 с номерами 0. 1, ... 7 (фиг.1) и противолежащих фотодиодов 9 с такими же номерами. Пока пуля 11 отсутствует в плоскости мишени, при поочередном включении светодиодов группы с помощью ключей 20 (фиг.2) сигналами а. Ь, .,., m многофазного генератора 21, работа которому разрешена изначально по входу СО, их импульсы света (фиг.4, а, б, в. г, д, е, ж. з - первые импульсы) достигают всех противо- ложащих фотодиодов, на которых нарастают при включении и спадают при выключении светодиодов импульсы фото- ЭЦС. Поскольку фотодиоды в любой момент времени засвечены либо противолежащими с(1етодиодами, либо соседними, то до про- лота пули, на фотодиодах вместо импульсов фэтоЭДС будет потенциал фотоЭДС с незначительными пульсациями вследствие переключения светодиодов (фиг.4, и, к, л, м, н о, п, р - до конца первых импульсов светодиодов). ФотоЭДС каждого фотодиода с помощью усилителя 13 (фиг.2) и формирователя 14 доводится до высокого логического уровня и через соответствующие ключи 16, поочередно включаемые сигналами а, Ь, ..., m генератора 21, поступает на соответствующие входы пусковых запоминающих схем .21, 26, не меняя их логического состояния.

При полете пули 11 (фиг.1) в пределах Г ).1 мишени, в зоне действия третьей и чет- в ;ртой оптоэлектронной пары, при включе- Н;/ш ключей 20 третьего и четвертого с «етодиодов 6 их импульсы света затенены пулей 11. Тень ложится на ряд фотодиодов 9 в том числе на третий и четвертый фото- д 1оды группы Гр.1, на которых резко снижаема величина фотоЭДС (фиг.4, м, н). Ключи 15 указанных фотодиодов, включаемые син- х юнно с ключами противолежащих свето- д юдов, передают по третьему и четвертому импульсам генератора 21 (Фиг.4, г, д) низкие логические уровни (фиг.4, ф, х) на Соответствующие входы пусковых запоминающих схем 24, 26. Указанные схемы меняют свое логическое состояние, Это

изменение обнаруживается детектором 28, который через командный блок 30 запускает генератор тактовой частоты 32 и приостанавливает многофазовый генератор 21. 5 Счет импульсов тактового генератора производится счетчиками 36 и 34 для координат X и Y соответственно, с помощью компараторов 38 и 40 производится опрос всех запоминающих схем. Компаратор, первым 0 обнаруживший сработавшую схему, вырабатывает сигнал для прекращения работы тактового генератора 32, Затем генератор вновь запускается командным блоком и процесс повторяется применительно ко вто- 5 рому компаратору. Импульсы тактового генератора поступают также через преобразователь импенданса42 на индикаторное устройство 17. Командный блок 30 (фиг.З) по выходу СО вновь разрешает рабо0 ту многофазному генератору 21 (фиг.2), который сигналами а, Ь,..., m вновь синхронно включает ключи одноименных светодиодов и фотодиодов. Указанный генератор работает до тех пор, пока вновь не пролетит пуля

5 11. Частота работы многофазного генератора выбирается исходя из времени пролета пули 11 через зону действия оптоэлектронных пар. Частота должна быть такой, чтобы за время пролета пули через мишень каждая

0 оптоэлектронная пара группы была включена как минимум один раз. Так, при длине пули 30 мм и скорости 300 м/с частота выдачи импульсов на выходах Qa, Qb. .... Qm генератора 21 должна быть не менее 170

5 кГц, что вполне допустимо для светодиодов типа АЛ 107 и фотодиодов ФД256. Если фотодиоды 9 (фиг.2) зашунтированы резисторами не более 1 кОм, то частота может быть доведена как минимум до 1000 кГц, что

0 позволит регистрировать и более короткие пули. Совершенно очевидно, что при отсутствии ключей свотодиодов или фотодиодов не могла быть обеспечена нормальная работа предложенной мишени. Так, отсутст5 вне ключей светодиодов ведет к полной засветке всех фотодиодов и отсутствию какой-либо тени от пули 11 на фотодиодах. Отсутствие же ключей фотодиодов ведет к считыванию затенения не только противо0 лежащего, но и соседних фотодиодов, затененных тоже вследствие расходимости луча светодиода. Ключи 20 светодиодов и ключи 16 фотодиодов, синхронно переключаемые многофазным генератором 21, позволяют

5 все оптоэлектронные пары смонтировать р плоскости мишени или с несущественными отклонениями от нее и устранить влияние паралакса на достоверности определения координат е условиях конечной расходимости луча, а также снизить стоимость изготовления за счет снижения требований к фокусировке лучей.

Формула изобретения Неразрушаемая лучевая мишень, содержащая раму, светодиоды, фотодиоды, усилители и формирователи импульсов по числу фотодиодоэ, регистрирующий блок, индикаторное устройство, источник питания, причем ма двух смежных сторонах рамы расположены светодиоды, а на двух других смежных сторонах - фотодиоды, выходы которых через усилители соединены с входами формирователей импульсов, при этом выход регистрирующего блока соединен с входом индикаторногогусгройства,о т- ли чающаяся тем, что, с цепью повышения достоверности регистрации пролета пули в условиях конечной расходимости лучей, введены ключи светодиодов, ключи фотодиодов, m-фазный генератор импульсов, где m - целое число, большее половины числа фо

, г- . № ., ff

11 3 Y S 9 ft } tf S- в 7 0 I 2 S r S 6 If i

A-JIA У. У. У A A- X-xXy. Or x AAAAгX-Jf.(l/

1 Шм1«1Шш1шШ .

Фиг, /

тодиодов, освещаемых одним светодиодом вследствие конечной расходимости его луча, при этом светодиоды и противолежащие им фотодиоды разделены на функциональные группы по m оптоэлектронных пар в каждой, причем одноименные светодиоды Функциональных групп соединены последовательно, аноды светодиодов первой функциональной группы соединены с

плюсовой клеммой источника питания, минусовая клемма которого через ключи светодиодов соединены с катодами светодиодов последней функциональной группы, выходы формирователей импульсов через

соответствующие ключи фотодиодов соеди- нены с соответствующими входами регистрирующего блока, дополнительный выход которого соединен с входом гл-фазного генератора импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами ключей фотодиодов и управляющими входами ключей светодиодов.

I

7

s:

v

Фаг.

fin. 3

Г--ftir

LL