远距离解除保险机构电路设计

摘 要：针对非旋转或低速旋转弹引信由于很难同时选择到两个可用的环境力所造成的不能满足冗余保险的问题,根据引信安全性、可靠性的要求,文章设计并通过软硬件实现了一个电子计时引信系统,以实现远距离解除保险.

关 键 词 ：解除保险；计时；电路

1.计时电路软件设计

本文采用AT89C52单片机来实现实时计时功能.由某水下火箭弹弹道计算结果,经分析可知,取计时时间为2s,2s后输出解除保险信号.

1.1 计时实现过程

单片机长时间定时的基本实现方式是：将单片机的实时定时和软件计数结合起来,用实时定时给软件计数器提供基本的时钟计数节拍,作为标准的软件计数单位.设计中,外接晶体振荡器的主频为12MHz,此时,单片机的机器周期为1s,单片机的实时定时器最大定时时间是毫秒级的,在主频为12MHz时,定时器1模式的量程大约为65ms,所以以50ms作为1s定时器的基本时钟节拍,用软件计数器进行时钟节拍计数,累计20次,则为1s.

对单片机资源进行分配：（1）定时器T0产生50ms定时中断,作为计时节拍,量程为65536,初值为65536-（50×1000）?滋s/1?滋s等于15536等于3CB0H.（2）寄存器R3作为节拍计数器,进行50ms定时中断的软件计数,20个时钟节拍为1s.（3）寄存器R2作为秒计数器,即软件计数器,计时单位为秒.

1.2 计时流程图

软件流程图如图1所示.

2.计时电路硬件设计

2.1 计时执行电路工作原理

计时执行电路的工作原理图如图2所示,上电后,电源通过电阻R1向发火电容C1充电,当C1被充满电时,它两端的电压是高于电拔销器的工作电压的；但此时,晶闸管的控制极未接到解保信号,晶闸管处于截止状态,发火电容C1不能向电拔销器两端放电,保险不会被解除.当晶闸管的控制极接到解保信号时,晶闸管处于导通状态,电容立即C1开始放电,当电拔销器两端的电压达到工作电压时,电拔销器动作,保险解除[1].

2.2 计时执行电路的安全性与可靠性计算

执行电路的安全性是指没有解除保险指令,晶闸管应处于完全的截止状态,电拔销器不作用；可靠性是指收到解保信号,晶闸管立即导通,电拔销器动作.

2.2.1 晶闸管的静态电压

晶闸管控制极的触发电压为0.8V.未上电时,晶闸管控制极的电压保持在低电平状态.上电后,发火电容C1充电,经过约3R1C1时间之后,充电结束,但此时由于控制极未接到解保信号,其电压仍为零,因此晶闸管仍处於截止状态.

2.2.2 电拔销器获得的能量

晶闸管控制级接到解保信号后0.8V,电路立即导通,电容开始向电拔销器放电.电拔销器获得的能量为：

（1）

式中：W3为电拔销器获得的能量（J）；UDD是电路的供电电压（V）；UH是晶闸管的阳极电压（V）；RB是电拔销器的内阻；C1是晶闸管的动态内阻；RT为发火电容（F）；tB是电拔销器的作用时间（s）.

查取资料得到各项数据并带入计算,得到结果为：

而电拔销器作用所需的最小能量为：

（2）

由以上计算可知,在作用时间内电拔销器获得的能量远大于其作用所需的最小能量,所以当发火电容向电拔销器放电完成时,电拔销器获得了足够的能量,并将电能转化成机械能,保险解除.

3.结束语

利用AT89C52单片机实现了电子计时功能,并设计了远距离解除保险执行电路以实现远距离解除保险功能.对执行电路安全性与可靠性进行了计算,结果表明,在作用时间内电拔销器获得的能量远大于其作用所需的最小能量,所以当发火电容向电拔销器放电完成时,电拔销器获得了足够的能量,并将电能转化成机械能,保险解除.