助力狙击手：枪用白光瞄准镜校准仪

董高庆 柳吉龄 田新月 宋学会

枪用白光瞄准镜校准仪全貌图

研发背景

对枪用白光瞄准镜各种光学参数的检测，目前主要是采用多台仪器、设备分步测量单一参数的方法，这些方法主要存在以下不足：一是专用测量仪器、设备多，仪器、设备的通用性差;二是对众多专用测量仪器、设备的定期校正和标定困难，仪器、设备之间的匹配一致性差;三是在测量不同参数时需频繁更换仪器或设备（如靶板）;四是仪器、设备占用场地大，不方便转移、携带;五是所记录的测量数据不便长期保存和查询。

上述不足使得枪用白光瞄准镜的检测工作无法在部队基层单位实施。即便是一般性维护，也需要到驻地修理单位或返厂检修，直接影响了作战部队的快速反应能力。为此，中国人民解放军某部于2018年研发成功一款枪用白光瞄准镜校准仪，可为我军、公安武警部队提供有效的检查校准手段，提高武器的射击性能，增强部队的战斗力。

枪用白光瞄准镜校准仪主要由大口径平行光管、精密电动转台及步进电机控制器、计算机及检测软件、电源等部分组成。图中未显示计算机及检测软件、电源

用途及功能

枪用白光瞄准镜校准仪（以下简称校准仪）为可移动式，并且可测定瞄准镜的诸多参数。也就是说，其能够根据枪用白光瞄准镜的检校需求，在尽可能短的时间内进行仪器布设、开展检校，可用于一线作战部队的战前装备检校、军械修理单位的装备维修后检校、公安武警执行特勤前的装备检校。

校准仪是光、机、电结合的精密仪器，可在室内或室外使用，用数字式液晶显示屏代替传统测量仪器上光学平行光管的分划板，并通过计算机进行计算、控制。

校准仪不但具有传统光学平行光管的各项功能，还扩展了平行光管的用途。此外，还具有动态测量、在线存储数据等功能，主要用于对各种白光瞄准镜（以95式5.8mm枪族配用的白光瞄准镜为主，改用固定瞄准镜的支架后，可检查其他枪械配用的白光瞄准镜）及镜枪系统的检查校正。

更详细地说，校准仪可检测白光瞄准镜分划板的倾斜度;可无限远对焦检测;检测零位走动量，并判定零位走动量是否合格;检测视场、视差;检测校枪调节范围（例如，瞄准100m处，将瞄准镜的方向手轮旋转到最右边，再旋转到最左边，对应枪的瞄准点左右有个范围，这就是校枪调节范围）及其偏移量是否合格;检测各种调节手轮的空回量是否满足技术指标要求。

大口径平行光管示意图

大口径平行光管底座上设有水平仪

校准仪组成

校准仪主要由大口径平行光管、精密电动转台及步进电机控制器、计算机及检测软件、电源等组成。

大口径平行光管

大口径平行光管的重要用途是，能够获得无限远的平行光，其主要由光源、液晶显示屏、反射镜、物镜、外壳等组成。光源主要由高亮度的白光LED灯与积分球组合而成。LED灯功率3～5W，亮度可以根据实际需要进行调节。积分球是一个内壁涂有漫反射材料的空腔球体，又称光度球或光通球等。球壁上设有进光孔、出光口，LED灯设在积分球进光孔处，其发出的光线由进光孔进入积分球，经过积分球内壁涂层的多次漫反射，形成柔和、均匀的光线，照射在出光口的液晶显示屏上，即光源是为液晶显示屏提供均匀且亮度可调的背光光源。

液晶显示屏上的光线（需要特别说明的是，计算机产生的分划线等图像信号也同时输出至液晶屏上，经过光源所发出的柔和、均匀的光线照射，得到所需的亮度）经反光镜反射后，再通过物镜形成模拟无限远的平行光路，以此来测量白光瞄准镜的各种技术性能指标是否符合要求，并加以校正。

值得一提的是，大口径平行光管采用折反式光路设计，加入反光镜使其光路长度减少了一半，很好地解决了缩小校准仪体积的问题。

物镜采用大口径设计，通光口径φ80mm，焦距500mm，视场角2°。

精密电动转台及步进电机控制器

精密电动转台支架顶部设有导轨，用于安装被测瞄准镜。支架可在精密电动转台底座上精密旋转，其精密旋转由步进电机驱动，而步进电机控制器精密控制步进电机的转动。

精密电动转台安装在大口径平行光管底座上，该底座上设有水平仪。在使用校准仪之前，需要将水平仪的气泡位置调至居中位置，以保证校准仪能够处于水平状态，从而提高校准仪的校正精度。

计算机及其检测软件

计算机具有VGA+DVI双输出，分辨率不低于1024×768;体积小，功耗低。计算机的开放式设计环境，更易于功能扩展和性能升级。

检测软件安装在计算机中，该软件具有电子式测量靶板生成、数据采集与处理、数据管理、报告生成与打印等功能。

为了减小人为主观因素对校准结果的影响，提高检测精度，在计算机上，通过软件设计产生精度满足要求的各种检校图案，并按要求改变检校图案的形状或位置，使输出到液晶显示屏上的十字分划线可以根據需要进行移动，通过调节十字分划线与被校白光瞄准镜十字线的重合，精确显示白光瞄准镜十字线对应的坐标位置，根据十字分划线在液晶显示屏上移动的距离和物镜的焦距，可以得出被校白光瞄准镜的检测参数;液晶显示屏上的十字分划最小移动量为0.1密位，且十字分划可绕中心点旋转，最小旋转角度为1'。在视差测量时分为1'和2'两档，增加了检校便捷性。

测量结果在计算机显示屏上自动显示，并且计算机具有被测对象名称、型号及测量结果存档、历史数据查询、打印输出等功能。

精密电动转台支架顶部设有导轨，用于安装被测瞄准镜

步进电机控制器

主要参数检测

校准仪主要具有分划倾斜检测、无限远对焦与检测、零位走动检测、光标零位调整范围检测、视场检测、视差检测等功能。

分划倾斜检测

分划倾斜检测是由计算机软件产生分划倾斜检测图案，并显示在计算机液晶屏上，经过旋转校准仪的分划，使之与被测白光瞄准镜分划重合而进行的定量测量。

进行垂直方向的分划倾斜检测时，首先调整校准仪液晶分划，使液晶分划垂直线下部的十字交叉中心点对准被测白光瞄准镜分划垂直线下端，记录液晶分划十字线中心点位置坐标。然后围绕下部十字对准点旋转校准仪液晶分划垂直线至与被测白光瞄准镜分划垂直线相重合，并记录此时液晶分划十字线中心点的位置坐标。通过软件算出旋转角度，即可定量计算被测白光瞄准镜分划垂直线的倾斜量。

同样的方法可以测量水平方向的分划倾斜量。计算机软件可设定分划倾斜量允许误差阈值，作为判断瞄准镜分划倾斜合格的依据。＼

该方法不仅可以判断分划板倾斜是否合格，还可精确测量分划水平线、垂直线的倾斜量。而传统的检测方法是使被检瞄准镜的分划板中心与检测仪器分划板中心重合，用肉眼观察瞄准镜分划板垂直线是否落在仪器分划板上±1'的公差带内，以此来判断瞄准镜的分划倾斜量是否合格。

分劃倾斜检测图案无限远对焦分划图案

无限远对焦检测

无限远对焦检测与通常使用平行光管进行检测的方法一致。由计算机软件产生无限远对焦分划图案，该分划图案位于无限远处，相当于无限远处的物体，调整瞄准镜的无限远焦距，观察这个图案是否清晰，若清晰则瞄准镜可无限远调焦，否则判定其不合格。

零位走动量检测

零位走动量检测用以对瞄准镜进行使用、冲击或震动等试验前、后分划板漂移量的检测。

由计算机软件产生零位走动检测图案，测量并记录振动前瞄准镜的零位，或者从数据库中调入瞄准镜出厂（或上次检测）时的零位数据。瞄准镜经过使用或振动后，再次测量并记录振动后的瞄准镜零位数据，两者进行比较、计算，即可得到瞄准镜的零位走动量。根据事先输入的零位走动量允差值，可判断瞄准镜分划板零位走动量合格与否。

视场检测

传统方法是将被检瞄准镜放置在视场仪前面并尽量靠近，调整被检瞄准镜分划中心，使之与视场仪分划板中心重合，测量者通过被检瞄准镜观察视场仪内带有角度分划的分划板，在出瞳位置所能观察到的最大范围即为瞄准镜的视场，故而仅能定性判断。

而本校准仪的视场检测方法是，将被测瞄准镜装夹在校准仪物镜前方的精密电动转台支架上，保持两者的光轴重合，通过步进电机控制器使精密电动转台支架旋转，将被测瞄准镜视场的一处边缘对准校准仪专用靶板垂直线，记录此时转台数值。转动转台将视场另一边缘移至专用靶板垂直线，记录此时转台数值，可计算得出视场范围。此方法为定量测量，在此基础上也可进行定性判断。

零位走动检测界面

视差检测

视差检测方法主要有3种，分别如下：

方法1，由计算机软件产生视差检测图案，并显示在校准仪液晶屏上。调整校准仪液晶屏分划，使其分划中心与被测瞄准镜分划中心重合，并且液晶屏分划垂直线与被测瞄准镜分划垂直线平行。用摆头法观察被测瞄准镜的分划垂直线移动情况，当人眼在被检瞄准镜出瞳平面内摆动时，就可以发现液晶屏分划垂直线和被检瞄准镜分划垂直线之间会发生相对位移，位移量的大小，就表示被测瞄准镜视差的大小。据此，即可判定被测瞄准镜的视差是否合格。

计算机软件产生的视差检测图案中，中间白色方框部分对应物镜张角是±1'的公差带，两边的黑色竖方条每条宽度对应物镜张角是2'，用此视差公差带可判断出被测瞄准镜是1'或2'的视差。

摆头法视差检测图案

方法2，摆头法测视差时，也可首先将校准仪液晶屏的分划中心调至头摆至左边所能看到的位置并记录。然后将头摆至右边，再将校准仪液晶屏的分划中心调至头摆至右边所能看到的位置并记录，通过软件计算移动量并显示出最终测得的视差。

方法3，视度筒法。检验人员先将视度筒调为零视度状态（沿视度筒轴向移动其物镜，使其表面的刻线与视度筒镜管表面的“0”刻线对齐，此时即为视度筒零视度状态），然后旋转视度筒目镜，使检验人员通过目镜清楚地看到视度筒分划板的刻线。检验人员通过视度筒和被检瞄准镜观察专用的分划板，沿轴向移动视度筒物镜，直到能同时看清楚视度筒分划板和专用的分划板，摆头观察两者是否发生相对位移，如无相对位移，则此时从视度筒镜管表面得到一个视度读数值a，此读数是目标在被检瞄准镜中成像的视度值。尔后，检验人员通过视度筒直接观察被检瞄准镜分划板，再一次调节视度筒物镜，直到能同时看清楚被检瞄准镜分划板和视度筒分划板，并且当摆头时两者不发生相对位移，此时由视度筒镜管表面又得到一个读数b。两读数之差值a-b就是被检瞄准镜的视差量。

电源

两种电源供电，既能在220V的交流电下正常工作，又能在车载电源（直流电12V）下正常工作，适用于战场环境。

结束语

由平行光管物镜、反射镜、目标分划及LED灯光源等构成的光路折反式光学系统，缩短了光程，结构简单，减少了校准仪的质量及体积，性能稳定，测量精度高，使用方便;设计使用数字式液晶屏代替传统的光学测量靶板，通过计算机切换显示屏的分划图案，在一台设备上实现了光学仪器无限远对焦、分划倾斜、视差及零位走动等不同参数的自动测量，避免了频繁更换靶板导致仪器检测精度降低的问题，减少了检验人员的数量，提高了测量精度和检测效率;具有测量报告自动生成、测量数据管理、结果打印等功能，便于车载和野战部队配备使用，为轻武器装备常规检测提供了有效的检测与分析手段。

校准仪满足“通用化、系统化、模块化”及“可靠性、维修性、保障性、安全性、测量性及环境适应性”设计要求，可直接用于瞄准镜的日常零位精度及失调检校，解决了枪用白光瞄准镜空弹检查与校正零位的难题;作为基层部队的车载设备配置使用时，可以快速机动地对部队装备的白光观瞄类光学设备进行检测，能够有效提高部队的快速反应能力与作战保障能力。