高精度感应式引信及其实现方法与应用技术

本发明专利技术提供一种高精度感应式引信，包括信号输入端、负载端，所述信号输入端与负载端之间设置有双向双端口电路，双向双端口电路包括正向移相放大电路与反向的电流控制电流源，正向移相放大电路与反向的电流控制电流源并联连接。一种高精度感应式引信的实现方法，当信号输入端作用有一周期型信号时，通过正向移相放大电路进行信号的放大移相，放大后的信号作用到负载端，而移相则补偿了负载端对电流的相位移；电流控制电流源检测负载上的电流变化情况，同时按负载端的电流变化情况产生一与负载端的电流变化成线性的电流，并作用到信号输入端，通过放大电路将负载端阻抗放大，在使用中等效将量程放大了Ｋ倍，利用平衡电桥法测出目标对炮弹的作用距离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及炮弹引信技术，特别涉及一种高精度感应式引信及其实现方法与应用。
技术介绍
感应引信，亦称非触发引信，即当接近目标或障碍物时，能自动感应物体并在有利 时机自动引起爆炸的装置。通常所说的感应引信包括无线电近炸引信、光近炸引信、声引 信、磁引信、静电引信等。目前的磁引信或静电引信采用的多为电感或电容量变化的工作方 式。该类引信有两种工作方式一是将感应元件，如作为传感器的电容或电感作为振荡器 中振荡回路的谐振元件(见图1)，通过谐振元件接近目标时的参数变化引起谐振频率的变 化，这个频率同以前的频率相比，存在着一个偏差。而这个谐振频率的偏差，则对应于相应 的作用距离，鉴频网络检测传感器感应的炮弹目标的变化引起的频率变化，然后通过信号 处理电路作用于执行级引爆炮弹。二是利用感应元件(Zl)作为平衡电桥的一个臂，谐振元 件接近目标时的参数变化，引起电桥失去平衡，通过检测变化，引爆炮弹(见图幻。这两种 引信方式的缺点是当传感器对目标的距离发生变化时，作为传感器的电感或电容的阻抗 值变化非常小，则对应的引信对距离的变化，特别是较大距离的变化感应或测量的精度差， 所以只能适用于短距离的场合。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、实施方 便、功耗小、便于调试、对长距离感应精度高的高精度感应式引信。本专利技术的另一目的在于提供一种高精度感应式引信的实现方法。本专利技术的再一目的在于提供一种高精度感应式引信的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现一种高精度感应式引信，包括信号输入端、 负载端，其特征在于所述信号输入端与负载端之间设置有双向双端口电路，所述双向双端 口电路包括正向移相放大电路与电流控制电流源，所述正向移相放大电路与电流控制电流 源反向并联连接。所述正向移相放大电路包括电子器件构成的放大器及串联连接的电子器件构成 的90°移相器；所述的正向移相放大电路中的90°移相器对电感负载为+90°C移相，对电 容负载为_90°C移相。所述电流控制电流源包括电流的采样电路及受控电流源电路；采样电路线性地采 集负载的电流变化，线性地控制受控电流源电路输出的电流随采样电流变化，这个输出的 电流并联在正向移相放大电路的输入端。所述信号输入端可作为平衡电桥的一个臂；所述负载端为电容传感器或电感传感器。上述高精度感应式引信的实现方法是(1)当信号输入端作用有一周期型信号时，通过正向移相放大电路进行信号的放大移相，放大后的信号作用到呈感性的负载(电 感传感器)或呈容性的负载(电容传感器)上，而移相则补偿了负载对电流的相位移。(2) 电流控制电流源检测负载上的电流变化情况，同时按负载端的电流变化情况产生一与负载 端的电流变化成线性的电流，并作用到信号输入端。这样在电路的信号输入端看进去整个 电路和信号负载端呈现一阻抗V/I的特性，由于放大电路均为线性电路且增益为K(K为网 络的增益)，信号输入端的等效阻抗为负载端阻抗的K倍。通过将负载端阻抗放大，在使用 中等效将量程放大了 K倍。这样在引信中可利用平衡电桥法方便地测出目标对炮弹的作用 距离。本高精度感应式引信除用于炮弹引信外，也可应用于导弹、地雷及水雷等以电容 或电感感应方式工作的引信。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及有益效果采用本高精度感应引信的工 作方式替代现有的感应引信，在以下几方面具有明显的改进(1)由于双向网络中正向和反向传输通道均为放大比可调电路，这样在网络输入 端等效的传感器阻抗值被扩大了，相应于外界目标使传感器的变化量同时也被扩大了，这 样提高了探测距离和探测精度。(2)使引信工作的信号通过双向网络进行了隔离，即信号源的工作与负载端一传 感器的工作无关。(3)双向网络中的正向与反向电路均为线性放大处理电路，并且工作频率在低频 段，使电路的集成更为方便。(4)使用的线性放大处理电路使电路调试简单。(5)在传感器的工作频段上，可同时使用多个频率点进行工作，更好地提高了探测 精度。(6)工作频率低，探测时是依靠磁或电场感应进行工作，当使用多频点进行工作时 有效地消除了人为的干扰，提高了抗干扰能力。附图说明图1是现有的感应引信的工作原理图。图2是现有的桥式电容或磁感应引信的工作原理图。图3是本专利技术高精度感应式引信的作用原理图。图4是本专利技术高精度感应式引信一种形式的结构示意图。图5是图4所示高精度感应式引信的电路图。图6是本专利技术高精度感应式引信另一种形式的结构示意图。图7是图6所示高精度感应式引信的电路图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限 于此。实施例1图3 图5示出了本专利技术一种形式的具体结构，由图3可见，本高精度感应式引信，包括信号输入端Vi、负载端4，所述信号输入端Vi与负载端τ、之间设置有双向双端口 电路，所述双向双端口电路包括正向移相放大电路①与电流控制电流源②，所述正向移相 放大电路①与电流控制电流源②反向并联连接。由图4可见，所述信号输入端Vi作为平衡 电桥的一个臂，另三个臂分别是队、R2、R3, RU R2、R3与信号输入端Vi形成平衡电桥，负载 端是电容传感器Cp其中正向移相放大电路①与电流控制电流源②的具体结构见图5，所 述正向移相放大电路①包括放大器电路及串联连接的90°C移相器电路；所述正向移相放 大电路对电感负载为+90°C移相，对电容负载为-90°C移相；所述电流控制电流源②包括电 流的采样电路及电流源电路；采样电路线性地采集负载的电流变化，线性地控制电流源电 路输出电流随采样电流变化。本高精度感应式引信的实现方法是当一正弦信号作用于平衡电桥时，在电容传 感器Q距目标一定距离时(理论上为无穷远，实际当传感器距目标一定距离后，传感器与 目标间的影响很小可忽略不计)，调整平衡电桥的可变电阻&Ha、B点之间输出为零；正向 移相放大电路①的构成特征是进行放大移相，放大后的信号作用到这个容性负载上，而移 相则补偿了容性负载对电流的相位移；电流控制电流源②检测负载上的电流变化情况，同 时按负载端的电流变化情况产生一与负载端的电流变化成线性的电流，并作用到信号输入 端；这样在双向双端口电路的信号输入端看进去整个电路和负载呈现一阻抗V/I的特性， 阻抗呈电阻性，由于电路①与均电路②为线性电路且增益为κ(κ为网络的增益)，信号输入 端的等效阻抗为负载端阻抗的K倍。通过将负载端阻抗放大，在使用中等效将量程放大了 K 倍。这样在引信中可利用平衡电桥法可方便地测出目标对炮弹的作用距离。随着引信靠近 目标，电容传感器Q的容量会发生变化，相应的作为平衡电桥的等效电阻端阻抗发生变化， 破坏电桥的平衡，这样在A、B之间的信号输出将逐渐增大，达到预定值时，引信将作用。本高精度感应式引信除用于炮弹引信外，也可应用于导弹、地雷及水雷等工作于 电容或电感感应方式工作的引信，具有结构简单、实施方便、功耗小、便于调试、探测距离 远，对长距离感应精度高的优点。实施例2图3、图6、图7示出了本专利技术另一种形式的具体结构，由图3、图6、图7可见，本实 施例除下述技术特征外同实施例1 所述负载端采用电感(磁)传感器U。上述实施例为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受上述实施例的 限制，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度感应式引信，包括信号输入端、负载端，其特征在于：所述信号输入端与负载端之间设置有双向双端口电路，所述双向双端口电路包括正向移相放大电路与反向的电流控制电流源，所述正向移相放大电路与反向的电流控制电流源并联连接。

【技术特征摘要】
1.一种感应式引信，包括信号输入端、负载端，其特征在于所述信号输入端与负载端 之间设置有双向双端口电路，所述双向双端口电路包括正向移相放大电路与反向的电流控 制电流源，所述正向移相放大电路与反向的电流控制电流源并联连接。2.根据权利要求1所述的感应式引信，其特征在于所述正向移相放大电路包括放大 器电路及串联连接的90°移相器电路；所述的正向移相放大电路，对电感负载为+90°移 相，对电容负载为-90°移相。3.根据权利要求1所述的感应式引信，其特征在于所述电流控制电流源包括电流的 采样电路及受控电流源电路；采样电路线性地采集负载的电流变化，线性地控制受控电流 源电路输出的电流随采样电流变化，所述输出的电流并联在正向移相放大电路的输入端。4.根据权利要求1所述的感应式引信，其特征在于所述信号输入端作为平衡电桥的 一个臂；...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁栴，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]