高速转镜相机同步与速度传感器的信号处理

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1、目录5．3定标电路设计.................................................48第六章系统调试及试验分析..........................................516．1探测电路调试及试验分析.......................................51 6．2计数及微控电路调试及试验分析.................................526．3定标电路调试及试验分析.......................................52 6．4试验结果分析.......

2、..........................................53第七章结论......................................................54致谢...............................................................56参考文献...........................................................57附录...........................................................

3、61附录一部分单片机程序C语言实现..................................61 附录二硬件电路实物图............................................65个人简历...........................................................67V第一章引言第一章引言1．1课题背景简介高速摄影是瞬态光学技术的一种应用类型。瞬态光学技术是用来观察、记录各种瞬态现象的光学技术。所谓瞬态现象，是指变换很快的现象，它可以是物理位置或形态的快速变化，也可以是某种发生在原子或分子表面上快速的物理化学

4、过程或生物过程[1,2]。瞬态光学技术分为两大类：一类是着重研究物质内部的瞬变过程，特别是在原子分子层次上的高速过程，叫做超短光脉冲的产生与测量；另一类是着重研究物质的形态变化与位移，如机器的运转、导弹飞行的轨迹和姿态、体育运动、武器试验等等，称为高速摄影。进行高速摄影的机器称为高速相机。它也可以按工作原理分为光机式与光电子式，按工作结果分为条纹相机与分幅相机，还可按拍摄速度分为中低速相机、高速相机、超高速相机[3]。所有使用光学原理及高速动作的机械机构实现对快速现象的观测记录的设备，都称为光机式高速相机，它通常又可以分为以下三类：（1）间歇式高速相机工作原理是底片在抓片机构的拖动下间歇运

5、动，曝光在底片静止的片刻完成。底片通常长约200～300米，持续拍摄约数分钟。结果能够以电影的形式播放。（2）光学补偿式高速相机在这类相机中，底片连续运动，从静止逐步迅速达到某一稳定速度。这类相机的底片长度通常在30～120米之间。（3）转镜式高速相机在这类相机中，底片固定在暗箱内一个近似圆弧的片架上，用旋转反射镜使成像光束相对于底片高速运动。如在底片前面放置一排小透镜，光束扫过它们时会在底片上形成一幅幅图像，构成所谓分幅相机。如在光学系统前设置一个狭缝，将目标成像在狭缝上，再将目标的像经转镜成像在胶片上，则当转镜旋转时会在底片上形成一个条状图像，条纹的宽度表示目标沿狭缝方向线度随时间的变

6、化，先后条纹的灰度变化表示目标的辐射强度随时间的变化。由于确定时刻的拍摄结果是一个条带，因此称为条纹相机，有时也因光束在底片上的扫描而称为扫描相机。1电子科技大学硕士学位论文转镜式高速相机使用超高速光学扫描快门,依次把瞬变现象发生、发展和消失过程的一维空间和一维时间的二维图像纪录在胶片上，以便进行精确测量，得出瞬变现象时空信息的变化规律[4]。转镜扫描相机有纳秒级的时间分辨本领、良好的空间分辨率、与被摄目标可以准确同步、使用可靠、操作简单等优点，因此它在高速摄影仪器中占据重要的地位,被广泛应用于爆炸力学和高压物理、实验室等离子体、火花放电以及新型激光光源和激光光谱学的研究[5]。实验测试工

7、作中，转镜相机主要用于测量被摄事件各部分间的微小时间差异或几个独立事件之间的时间间隔。相机像面上的扫描速度是时间测量的基准[6]。本论文中以下提到相机的地方，皆特指转镜式高速相机。1．2转镜转速传感器的意义转镜式高速相机同步与速度传感器组件是转镜式高速相机的关键部件，其任务是完成转镜旋转速度和所处位置的信号传感，使转镜式高速相机的控制系统能在此基础上发出控制指令，使转镜式高速相机完成拍摄任务[7]。本课题是国防科技基础研