Емкостной датчик цели для взрывателя

Изобретение относится к боеприпасам, а именно к емкостному датчику цели, используемому во взрывателях боеприпасов, реагирующих на сближение и контакт с внешними телами. Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение помехозащищенности устройства. Емкостной датчик цели для взрывателя, включающий исполнительное устройство, соединенное со схемой защиты от несанкционированного срабатывания, подключенной к источнику питания, два изолированных электрода, соединенных с генератором переменного напряжения с изменяющейся частотой, который подключен к частотному детектору, который через комбинацию усилителей напряжения с логарифмирующей и линейной функцией соединен с компаратором. Датчик дополнительно содержит фильтры высоких и низких частот, подключенные следующим образом: выход частотного детектора параллельно подключен к двум полосовым фильтрам высоких и низких частот. Фильтр низких частот подключен через резистивный делитель к усилителю напряжения с логарифмирующей функцией, а через другой резистивный делитель - к источнику питания. Фильтр высоких частот включен в обратную связь усилителя напряжения с логарифмирующей функцией, последний, в свою очередь, так же, как и усилитель напряжения с линейной функцией, подключен к дополнительным фильтрам высоких и низких частот аналогично подключению частотного детектора к вышеописанным фильтрам. 1 ил.

 

Изобретение относится к конструкции емкостных датчиков цели, используемых во взрывателях боеприпасов, реагирующих на сближение и контакт с внешними телами.

Из предшествующего уровня техники известна конструкция емкостного датчика цели для взрывателя боеприпаса, срабатывающего при сближении с целью и содержащего два изолированных электрода, схему чувствительную к изменению емкости между электродами, схему защиты от несанкционированного срабатывания при включении питания до выхода на рабочий режим, компаратор, исполнительное устройство, контур обратной связи с заданной постоянной времени (см. патент DE 2845236, 1978 г.).

Известная конструкция является относительно сложной, чувствительной к кратковременным помехам.

Известна другая конструкция емкостного датчика цели для взрывателя по патенту RU 2415376 (публик. 27.03.2011), в котором изменение емкости между электродами является следствием изменения диэлектрической проницаемости окружающей среды. Датчик включает источник питания, схему зашиты от несанкционированного срабатывания, соединенную с источником питания и содержащую RC-цепочку, два изолированных электрода, которые вместе с генератором прямоугольных импульсов с постоянной амплитудой и изменяющейся в зависимости от величины емкости между электродами частотой входят в схему, чувствительную к изменению емкости между электродами, которая соединена со схемой детектирования выходящего с импульсного генератора сигнала, последняя соединена с компаратором. При этом компаратор, в свою очередь, соединен с исполнительным устройством, а в схему детектирования сигнала включен частотный детектор, выход которого подключен к компаратору через усилитель напряжения низкочастотного выходного сигнала, в состав которого входит узкополосный фильтр. При этом исполнительное устройство соединено со схемой защиты от несанкционированного срабатывания, в которой RC-цепочка выполнена в виде интегрирующего звена и в которую входит, по крайней мере, один блокирующий транзисторный ключ

Недостатком этого датчика является повышенная чувствительность к мелким предметам, которые не являются целью в ближней зоне чувствительности (расстояние от 0 до 1 см до цеди), что снижает его помехозащищенность, кроме того в дальней зоне (расстояние от 1 до 3,5 см до цели) проявляется пониженная чувствительность к цели. Кроме того, недостаточная защита от воздействия электромагнитных полей (ЭМП) накладывает ограничения на условия хранения, транспортировки и применения при воздействии ЭМП искусственного и естественного происхождения.

Известна еще одна конструкция емкостного датчика цели для взрывателя по патенту RU 2479826 (публик. 20.04.2013), которая выбрана в качестве прототипа. Датчик включает источник питания, исполнительное устройство, соединенное со схемой защиты от несанкционированного срабатывания, подключенной к источнику питания, два изолированных электрода, соединенных с генератором переменного напряжения с изменяющейся частотой, который подключен к частотному детектору, соединенному с компаратором через комбинацию усилителей напряжения: сначала - с логарифмирующей, затем - с линейной функцией. Такая конструкция обеспечивает повышение помехозащищенности датчика к мелким предметам в ближней зоне чувствительности (расстояние 0-1,5 см до цели) и повышение чувствительности в дальней зоне (расстояние 1,5-4 см до цели), а также упрощение и удешевление конструкции.

Недостатком прототипа является то. что имеет место недостаточное развязывание напряжения питания от элементов схемы, что приводит к нестабильности работы и самопроизвольному срабатыванию взрывателя.

Техническим результатом заявляемого.изобретения является повышение помехозащищенности устройства.

Заявляемый технический результат достигается за счет того, что в схеме емкостного датчика цели для взрывателя, включающего исполнительное устройство, соединенное со схемой защиты от несанкционированного срабатывания, подключенной к источнику питания, два изолированных электрода, соединенных с генератором переменного напряжения с изменяющейся частотой, который подключен к частотному детектору, который через комбинацию усилителей напряжения с логарифмирующей и линейной функцией соединен с компаратором, новым является то, что дополнительно содержит фильтры высоких и низких частот, подключенные следующим образом: выход частотного детектора параллельно подключен к двум полосовым фильтрам высоких и низких частот, при этом фильтр низких частот подключен через резистивный делитель к усилителю напряжения с логарифмирующей функцией, а через другой резистивный делитель - к источнику питания, а фильтр высоких частот включен в обратную связь усилителя напряжения с логарифмирующей функцией, последний, в свою очередь, также, как и усилитель напряжения с линейной функцией подключен к дополнительным фильтрам высоких и низких частот аналогично подключению частотного детектора к вышеописанным фильтрам.

Новые признаки позволяют обеспечить стабильность работы и повышенную помехозащищенность путем более качественного выделения полезного сигнала на фоне помех и исключения синфазной помехи от источника питания.

На фиг. представлена структурная схема заявляемого емкостного датчика цели, где: 1 - схема, чувствительная к изменению входной емкости, 2 - схема детектирования сигнала, 3 - логарифмирующий усилитель, 4 - линейный усилитель, 5 - компаратор, 6 - схема защиты от несанкционированного срабатывания емкостного датчика при включении питания. 7 - исполнительное устройство, 8 - источник питания, 9, 9', 9'' - фильтры высоких частот, 10, 10', 10'' - фильтры низких частот.

Примером конкретного выполнения заявляемого устройства служит емкостной датчик цели для взрывателя, в качестве источника питания которого использован литиевый источник тока, который соединен со схемой защиты емкостного датчика цели от несанкционированного срабатывания, включающая в себя RC-цепочку, выполненную в виде интегрирующего звена и в которую входят два блокирующих транзисторных ключа. Схема, чувствительная к изменению емкости между электродами, включает импульсный генератор прямоугольных импульсов с постоянной амплитудой и изменяющейся частотой, которая зависит от диэлектрической проницаемости объектов, находящихся в чувствительной зоне датчика, два изолированных электрода (сталь-латунь), разделенных вставкой из диэлектрического пресс-материала. Схема, чувствительная к изменению емкости между электродами, соединена со схемой детектирования выходящего с импульсного генератора сигнала, в которую включен частотный детектор, представляющий собой одновибратор с фиксированной длительностью импульсов и частотой следования, равной частоте работы импульсного генератора. Одновибратор выполнен на логических элементах и элементах R, С. Частотный детектор через комбинацию усилителей напряжения с логарифмирующей и линейной функцией соединен с компаратором. Это соединение осуществлено следующим образом. Выход частотного детектора параллельно подключен к двум полосовым фильтрам высоких и низких частот, при этом фильтр низших частот подключен через резистивный делитель к усилителю напряжения низкочастотного сигнала с логарифмирующей функцией, а через другой резистивный делитель - к источнику питания, а фильтр высоких частот включен в обратную связь усилителя напряжения с логарифмирующей функцией, который в свою очередь, так же, как и фильтр с линейной функцией подключен к дополнительным фильтрам высоких и низких частот аналогично подключению частотного детектора к соответствующим фильтрам. Усилитель напряжения низкочастотного сигнала с логарифмирующей функцией выполнен на операционном усилителе и двух диодах. После комбинации усилителей и фильтров сигнал передается на интегральный компаратор. Исполнительное устройство соединено со схемой защиты от несанкционированного срабатывания и представляет собой формирователь импульса подрыва взрывателя, выполненный в виде одновибратора, который формирует импульс определенной длительности и полярности.

Работа устройства заключается в следующем.

При включении источника питания 8 и достижении напряжения более 0,7 В, начинает работать схема защиты от несанкционированного срабатывания 6, которая блокирует огневую цепь до тех пор. пока напряжение питания не достигнет своего номинального значения и все узлы устройства не установятся в исходное состояние. Схема защиты 6 блокирует также все устройство на время, необходимое для удаления боеприпаса на безопасное расстояние от орудия. На полете до встречи с целью исходное состояние узлов датчика сохраняется.

При попадании в зону чувствительности датчика предметов с диэлектрической проницаемостью среды (ε), отличной от диэлектрической проницаемости среды зоны чувствительности, меняется входная емкость датчика. Это вызывает изменение частоты импульсного генератора схемы, чувствительной к изменению входной емкости 1. Сигнал с генератора поступает на одновибратор частотного детектора схемы детектирования сигнала 2, меняя скважность его выходного сигнала в соответствии с изменением частоты. На выходе схемы детектирования сигнала 2 появляется низкочастотный сигнал, характеризующий объект (цель). С выхода схемы детектирования 2 сигнал поступает на два параллельно подключенных фильтра -высоких частот 9 и низких частот 10. Сигнал с фильтра высоких частот 9 подавляется, а сигнал с фильтра низких частот 10 через резистивный делитель поступает на усилитель напряжения низкочастотного сигнала с логарифмирующей функцией 3, при этом подключение фильтра низких частот 10 через другой резистивный делитель - к источнику питания 8 позволяет исключить синфазную помеху от источника питания 8. Поскольку характеристика входного сигнала является показательной функцией, то после прохождения через усилитель с логарифмирующей функцией 3 происходит спрямление выходного сигнала. Сигнал с логарифмирующего усилителя 3 скорректирован по отношению к выходному сигналу частотного детектора в соответствии с переходной характеристикой логарифмирующего усилителя и поступает на два параллельно подключенных дополнительных фильтра - высоких частот 9' и низких частот 10'. Сигналы с фильтра высоких частот 10' подавляются. Сигнал с дополнительного фильтра Низких Частот 10' через резистивный делитель этого фильтра поступает на усилитель напряжения с линейной функцией 4, где дополнительно усиливается и поступает на фильтры высоких частот 9'' и низких частот 10'', а далее - на один из входов компаратора 5, при этом сигналы с фильтра высоких частот 10'' подавляются. На второй вход компаратора 5 подается опорное напряжение (с которым сравнивают). При превышении сигнала с выхода усилителя 3 опорного напряжения происходит срабатывание компаратора 5 и исполнительного устройства 7, в результате чего происходит формирование импульса подрыва. Прохождение сигнала через три комбинации фильтров позволяет обеспечить более качественное выделение полезного сигнала на фоне помех.

Емкостной датчик цели для взрывателя, включающий исполнительное устройство, соединенное со схемой защиты от несанкционированного срабатывания, подключенной к источнику питания, два изолированных электрода, соединенных с генератором переменного напряжения с изменяющейся частотой, который подключен к частотному детектору, который через комбинацию усилителей напряжения с логарифмирующей и линейной функцией соединен с компаратором, отличающийся тем, что дополнительно содержит фильтры высоких и низких частот, подключенные следующим образом: выход частотного детектора параллельно подключен к двум полосовым фильтрам высоких и низких частот, при этом фильтр низких частот подключен через резистивный делитель к усилителю напряжения с логарифмирующей функцией, а через другой резистивный делитель - к источнику питания, а фильтр высоких частот включен в обратную связь усилителя напряжения с логарифмирующей функцией, последний, в свою очередь, так же, как и усилитель напряжения с линейной функцией, подключен к дополнительным фильтрам высоких и низких частот аналогично подключению частотного детектора к вышеописанным фильтрам.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области вооружения, а именно к устройствам передачи данных в исполнительные устройства снарядов, выпущенных из огнестрельных орудий. Реализуется следующим образом.

Изобретение относится к боеприпасам ствольной артиллерии и может быть использовано во взрывателях артиллерийских снарядов. Способ коррекции времени срабатывания дистанционного взрывателя артиллерийского снаряда при стрельбе по навесной траектории, заключающийся в том, что перед выстрелом расчетом определяют время срабатывания дистанционного взрывателя снаряда Тр и время, за которое снаряд при данных условиях стрельбы достигнет максимальной высоты Тм max.

Изобретение относится к конструкциям взрывателей, реагирующих на сближение и контакт с внешними телами. Высокоскоростной инициатор с емкостным датчиком цели включает источник питания, два изолированных электрода датчика цели, которые вместе с генератором прямоугольных импульсов с постоянной амплитудой и изменяющейся частотой входят в схему, чувствительную к изменению емкости между этими электродами и соединенную со схемой детектирования сигналов, выходящих с генератора прямоугольных импульсов.

Изобретение относится к военной технике, а именно к взрывателям малогабаритных зенитных ракет, предназначенных для поражения воздушных целей, которые представляют собой тонкостенные конструкции.

Изобретение относится к морской техникe и может быть использовано как составная часть морского сторожевого устройства, предназначенного для охраны акваторий, закрытых для судоходства, от кораблей-нарушителей, ведущих, например, незаконный лов рыбы.

Изобретение относится к неконтактным взрывателям, принцип действия которых основан на измерении изменения геомагнитного поля вблизи бронированных целей при высокоскоростном сближении с ними.

Изобретение относится к устройствам снарядов, реагирующих на сближение и контакт с внешними телами, в частности, к взрывателям, устройствам отстрела тормозных систем, а также в системах охранной сигнализации и направлено на упрощение и удешевление конструкции, повышение устойчивости.

Изобретение относится к области испытания специальной техники, преимущественно для оценки работоспособности взрывателей пассивных боеприпасов и средств защиты от них.

Изобретение относится к предохранительно-детонационным устройствам, в частности к устройствам, в которых предохранение осуществляется за счет размагниL чивания ферромагнитного сердечника, а снятие предохранения - намагничиванием сердечника.
Наверх