瞄具可靠性实验设备中强闪光电路设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

瞄具可靠性实验设备中强闪光电路设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

图像采集与处理、系统管理、网络通讯、系统同步、状态监测与控制部分及供电电源等其它辅助设备组成 ,系统框图如图 22 所示。 摄像与监视部分包括四个 CCD 摄像头、一台图像监视器、一台视频切换器及 CCD 电源。 CCD 摄像头把被试品的图像转换为视频信号并送到图像采集与处理计算机。 为了保证故障图像采集与处理计算机能够以足够的速度存储故障图像 ,处理与存储图像时不进行显示 ,因此 ,配置了一台图像监视器 ,四路 CCD 摄像头输出的视频信号经一个四选一视频切换器输出到图像监视器上。 图像采集与处理部分为四台计算机 ,它们通过 PCI1407 图像采集卡对 CCD摄像头摄取的微光瞄准镜图像进行实时采集处理 ,判断故障的类型并存储故障图像 以便进行后续处理。 系统管理部分为一台管理计算机 ,附带声卡、音响、打印机和光盘刻录机 ,管理计算机负责测试进程的管理、测试数据的收集与整理 ,经过必要的数据处理 ,得到可靠性试验报告所需要的故障类型、数量等统计结果 ,并完成报表生成与数据归档等工作。 9 图 22 监测以记录分系统框图 在电源启动时 ,安装在大、小积分球对接处的光电探测器探测照明灯的发光强度 ,探测器将光源的光信号转变成电信号 ,经过放大器电压跟随器送入电器箱并显示光强值 ,调节灯座位置使光强度值与标称值一致 ,则灯丝位于积分球的中心。 光源发出的光经小积分球漫射后经出射孔出射 ,出射孔口径有四种 ,分别对应四种光照度。 射向带有法兰盘 (可以从积分球顶部的定位孔中方便抽出 )通光孔的大积分球内的光经大积分球的多次漫反射后形成均匀的光照度 ,由四个出射孔射向带有视频切换器 图像监视器 CCD CCD CCD CCD 1图像采集与处理计算机 2图像采集与处理计算机 3图像采集与处理计算机 4图像采集与处理计算机 时统发生器 系统管理计算机 以太网集线器 适配器 信号调理 光应力源与电应力源 UPS电源 10 分辫率板的平行光管形成平行光 ,这就是微光瞄准镜工作的微光环境的模拟光 ,被试瞄准镜物 镜处光照度值应由选定的闪光有效光强测定仪定期采样检测。 试验过程中 ,由于光应力源的传输通道的参量是不变的 ,而被试瞄准镜物镜处光照度值的稳定性监测值又是个相对值 ,故对其稳定性监测 ,可改由小积分球出口处附近的光照度值稳定性的监测来替代 ,还可借助在小积分球靠近出口处的内壁上放置光电二极管实现 ,光电二极管将光强转变为电信号 ,经 sbit的刀 D采集 ,使其精度与采集频率满足监测指标要求。 试验需要的照度等级由步进电机通过传动齿轮带动光阑承板绕轴系转动实现。 瞄准镜的光探测器对准平行光管的物镜 ,CCD 摄像机位于瞄准镜出瞳处瞄准镜 监测其工作状况 ,摄像头把被试品的图像转换为视频信号并送到图像采集与处理计算机 ,计算机同时摄取和处理四路微光瞄准镜图像 ,通过图像处理、自动判别、提取图像故障 黑斑、亮点、闪光和忽明忽暗 ,实时记录故障图像 ,并且能在试验结束后进行处理和回放。 11 第三章 轻武器瞄准具 轻武器瞄准具种类及特点 轻武器瞄准具的种类及特点： 光电技术在轻武器中的应用首先是在瞄准具中得到实践，由于光电瞄准具可提高武器的打击精度和杀伤力，因此逐渐成为现代轻武器不可分割的组成部分。 轻武器瞄准具（镜）的作用是在战斗中实施瞄准，提高武器的打击精度。 除了机械瞄准具外，采用光电技术的轻武器瞄准具可分为 3 类： 1）光学瞄准 具； 2）光电瞄准具； 3）综合瞄准具。 机械瞄准具 早期的轻武器瞄准具是机械瞄准具。 机械瞄准具是跟据 3点确定一条直线的原理进行瞄准的，射手根据判断距离初步调节标尺，眼睛通过照门和准瞄准目标。 特点是结构坚固、价格便宜、便于维修，适用于手枪、步枪、机枪和火箭筒等近距离轻武器。 瞄准精度很大程度上取决于射手个人的训练水平和经验。 光学瞄准具 光学瞄准具是应用几何光学原理和物理光学原理或应用简单光源，结合机械装置实现瞄准的。 主要包括： 普通光学（望远镜、潜望镜）瞄准具。 这类瞄准具主要由物镜、标尺分划、目镜、方向和高低调整机构以及连接机构组成，主要特点是瞄准精度较高，瞄准速度快，能更清楚地观察目标。 红点瞄准具或全息瞄准具。 这类瞄准具专门为步枪和突击步枪设计，有红色发光点显示器，无视差，在苛刻的战场条件下射手也能用双眼快速、准确地进行瞄准。 环形瞄准具，这类瞄准具是一种光学准直瞄准具，放大率为，便于快速捕获目标。 其工作原理为准直瞄准， 瞄准标记是 1个圆环，瞄准时可直接看到目标和瞄准标记。 氚光瞄准具，它由准星、标尺和氚光标识器组成，在标尺缺口的 2侧及准星柱上都有 1个氚光标识器，使士兵能在拂晓和黄昏情况下容易地识别武器上的表尺和准星，迅速、准确地瞄准目标。 光电瞄准具 光电瞄准具是应用光电技术原理来实现目标获取和指示的，如微光瞄准镜、红外瞄准具（或热瞄准具）激光指示型瞄准具等。 20 世纪 30 年代第二次世界大战期间，在对夜间作战的需求推动下，英、美、苏、德等国研制成功主动红外夜视仪 —— 零代微光夜视系统。 主动红外瞄准具一般包括 含红外变像管的瞄准镜主体和红外探照灯。 20 世纪 60 年代出现一代微光 12 夜视仪，采用锑钾钠铯多碱光阴极像增强器和光纤面板，可借助自然界的微弱光线观察目标，主要由物镜、像增强器和目镜组成。 20 世纪 70 年代初期第二代微光瞄准具 —— “星光镜“开始装备，它使用了微通道板，使 1 节像管具有原来3 节像管串联耦合的性能。 20 世纪 80 年代初美国又研制成三代管，采用砷化镓半导体光阴极来进一步改善像管性能，使瞄准具夜间作用距离进一步提高。 欧洲科学家参照三代微光技术原理，改善工艺，应用新的高性能元件，研制出超二代像增强器，大量应用到轻 武器瞄准具中。 目前美国已经开始装备第四代微光技术的轻武器瞄准具，它采用低离子反馈微通道板、门控电源，具有更高性能的灵敏度和分辨率，实现了轻武器昼夜宽照度范围目标瞄准。 20 世纪 70 年代，美国研制出了激光瞄准具，采用与轻武器枪管轴线一致的激光器，以可见或不可见波段的激光光束来照射目标，实现快速瞄准。 激光瞄准具一般由垂直和水平方向调整机构与激光器组成，主要特点是能双目同时瞄准，反应时间快，射击精度高，通 常在距离目标 100m射击 ,命中率为 100%。 到了 20 世纪 80 年代，美国又研制出半导体近红外 +红外激光指示瞄准具 ，与微光夜视眼镜配合使用，成本更低。 20 世纪 70 年代以来，红外热成像技术得到迅速发展。 一代热像仪以使用制冷型碲镉汞探测器为标志，采用二维光机扫描，可实现 812181。 m的红外目标成像，主要用于反坦克武器等大型装备。 多元探测器和凝视型焦平面阵列二代、三代红外探测器的发展大大改善了热成像系统的性能，其中响应在 35181。 m 的三代凝视型焦平面探测器扩展了热成像响应范围。 非制冷红外探测器的出现使红外热成像技术逐步进入轻武器瞄准具领域。 热成像瞄准具主要由红外物镜、探测器、信号处理电路、显示器及目镜等组成（一代和二代系统还有扫描系统、致冷器和气瓶）。 其主要特点是完全以被动方式工作，可穿过烟、雾、霾以及在全黑条件下观瞄，昼夜兼用，作用距离远。 微光瞄准镜适用于武器夜间精确猫准和观察，是夜视瞄准镜的一种。 在没有任何人工光源照明的情况下，射手可以用它观察目标 ,并瞄准目标射击后还不易被对方发现。 该瞄准镜 借助夜间星光、月光和大气辉光的光增强原理观察、瞄准目标 ,故很难被对方探测到。 微光瞄准镜是带有像增强器的特殊望远镜 ,主要部件有物镜、像增强器、目镜和电源等 ,核心部件是像增强器。 由于它能使微光增强 ,所以人们可以在极低照度情况下有效地获取景物图像信息。 如图 31 所示是微光瞄准镜实物图。 微光瞄准镜的产品虽然有很多的规格型号，但关键技术指标基本一样。 下面是其中一种型号的技术指标 :倍率 :。 视场 :10176。 出瞳直径 Φ6mm。 出瞳距离 30mm。 电源电压 DC3V。 重量 :小于。 调焦范围 :10m 到无穷远。 夜视距离 :100m800m。 13 图 31 微光瞄准镜实物图 拥有较大相对孔径的物镜和较强光照度的像面是微光瞄准系统最基本的技 术要求。 光阴极所能接受到的光照度不足以在荧光屏上观察到 ,因此还需要高亮度增益的像增强器。 对于微光瞄准镜的电源不仅要求其能够维持供应电量 ,而且还需要能够自动调节控制荧光屏上的画面亮度。 一旦目标照射亮度提高 ,将会自动减低荧光屏上所加的电压 ,从而导致像增强器的亮度增益减小 ,可以控制荧光屏所输出的图像的亮度将不会很高。 反之同理。 通常将上述能自动调节荧光屏图像亮度的电源电路称为 ABC 电路 ,它大约需要 的反应时间。 在微弱光照度的环境下 ,微光瞄具工作时要求其目镜出孔直径与人眼在夜间时出孔直径()相同。 此项数值同一般目视系统的目镜出瞳要略微偏大。 对于目镜的另外技术标准 (如放大率、视场角、出孔距离、工作距离等 )与平常直视成像仪器是相同的。 14 第四章 强闪光应力源 强闪光电路设计要求 采用单片机作为强闪光的驱动器，控制闪光频率。 为了监视闪光频率，还设置了频率显示电路和设施。 对于脉冲闪光的驱动和检测，电脑方法是最佳手段。 首先要将脉冲经光电传感器转 换为脉冲电信号，由单片机获得的信号频率经过接口板送管理计算机处理，管理计算机接口板包括输入接口，采集卡和缓冲寄存器，接口板插入电脑的工 SA 插槽，编制好测量程序，可采用此脉冲取一次平均值作为测量值，并根据测量需要编程。 ATemga16 芯片引脚编程及参数计算 若峰值功率 75W，电压 24V，则电流： I=3. 2A24V75W 电压功率 （ ） 若 强闪光应力源闪光时间 3 秒 /小时； 设可变时间 time，闪光时间 shine 为 3 秒，程序如下： if(timeshine) { PORTB|=BIT(4)。 //gao,灯亮 } else { PORTBamp。 =~BIT(4)。 } 设置时间为 03599s，当 time 小于 shine,则灯亮，其他时间，灯灭。 闪光时间可调，调整范围 1 秒 /小时到 10 秒 /小时。 当扫描到单片机 PD5 引脚时，闪光时间加 1，扫描到 PD6 引脚时，闪光时间减 ： (详情见附录 ) while(1) { uint m。 if(key_press()) { delay_ms(50)。 if(key_press()) 15 { m=PIND。 mamp。 =0b11100000。 switch(m) { case 0b11000000 : shine+=1。 showshine(shine)。 break。 //1 case 0b10100000 : shine=1。 showshine(shine)。 break。 //2 ATmega 单片机介绍 图 41 单片机示意图 ATmega16 是基于增强的 AVR RISC 结构的低功耗 8 位 CMOS 微控制器。 由于其先进的指令集以及单时钟周。