夜视仪检测设备电、光应力源监测与 控制系统

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1、地位。1．2国内外研究现状自从赫兹和爱因斯坦通过发现及归纳总结光电效应为光电技术奠基以来。经无数科学家及相关领域工作者的卓越奋斗，1934年由荷尔斯特首先发明了第一只红外光电变像管。从此，人类不再畏惧黑暗中的视场限制，近年以来，夜视技术研究波段已经扩展到了包括可见光、红外、紫外等很宽的范围。从光电效应理论发表，到一代又一代夜视器件的研制成功，经历了非常长的时间。随着微光夜视技术的飞速发展，在20世纪70年代，国外就已开展了通过可靠性试验设备对微光夜视仪进行考核、评价等方面的研究工作，八十年代初的美军标中已有针对微光夜视仪MTBF参数的严格考核试验规范，这对确保美军微

2、光夜视装备质量起到至关重要的作用。尽管因为保密的原因，我们没有见到过关于这个方面的全面报道。但是我们还是可以通过一些公开的关于微光夜视仪性能的检测资料，了解到一些大概的情况。估计美国等西方一些发达国家建立在大学或相关实验室内进行微光夜视仪性能检测的部门，可以在实验室内根据野外夜天光光度和光谱特性进行模拟实战条件的性能检测。欧美各国投入大量的资源，组建先进的实验室对微光夜视仪技术进行研究。如英、法、美等国分别建立了皇家雷达信号研究所、LEP电子物理实验室、陆军夜视．电光实验室。而且在大学里也有进行相关研究的电子研究中心。我国对微光夜视仪器的自主研发大大晚于西方先进国家

3、，直到20世纪80年代，从国外引进的中国第一条微光像增强器生产线才在云南建设成功，正式进军微光夜视领域。尽管经过多年的发展，但由于资金、技术及研究水平的限制，目前与欧美国家的先进水平仍然有大约10～20年的差距。国内由南京理工大学承研的科研项目“微光夜视仪器光电性能标准装置”于2003年底验收，主要研制了夜天光模拟光源，包括月光模拟光源(照度为10-1lx)矛l星光模拟光源(照度为10．31x)。“九五’’末至“十五"初，微光夜视仪可靠性检测设备由长春理工大学研制成功，填补了国内关于此类设备的空白，且技术指标完全符合要求，能够与国际先进国家的同类设备相媲美，该设备一

4、直工作正常，在检测微光夜视仪的可靠性方面做出了巨大的贡献，提供了大量科学、无误的试验数据及结果_1。此外，国内目前很多科研机构和高校还对夜天光光度特性、光谱分布、实战条件模拟等方面展开了大量的研究，目的是尽快完善可靠性试验装置的功能。1-3本论文研究的主要内容本论文的主要工作是微光夜视仪检测设备中电、光应力源监测及控制系统的电路设计及上位机软件编程。在检测设备中，微光应力源的作用是为被测设备提供特定的照度环境，所以有着非常重要的作用。微光应力源由光源、小积分球、能够切换不同孔径光阑的隔板、大积分球、以及平行光管组成。光应力的监测与控制系统用来实时监测其各项技术指标。

5、电应力系统为被测微光夜视仪提供电源，因为有多种不同型号的微光夜视仪，所以电应力系统应为可调式电源，为保证微光夜视仪的正常工作，其纹波电压应符合技术指标的要求。论文的主要内容包括如下：第一章，概述了课题研究的目的及意义，微光夜视仪可靠性检测设备的国内外研究现状与进展；第二章，介绍了系统的总体方案，以及几种光电检测器件的性能参数及系统中的器件选择，并对相关技术知识进行了阐述；第三章，主要对系统的硬件电路设计方案进行了介绍，包括光源稳定性监测电路，微光应力源照度监测电路，温度控制电路等；第四章，主要对上位机软件方案进行阐述，介绍了编程环境以及实现的功能及程序框图；第五章，

6、主要对实验进行了测试，结果表明，系统能够满足设备的技术指标。第六章，对整个毕业设计及论文做出总结。第2章电、光应力源监测方法及总体方案设计2．1微光夜视仪监测设备总体结构微光夜视仪的可靠性检测在微光夜视仪的生产及出厂过程中有着重要的地位。因为微光夜视仪受到周围电、光、温度等因素影响的时候，它的性能参数有可能产生巨大的变化，甚至出现无法正常工作的情况。所以为了模拟实际的使用情况，微光夜视仪可靠性试验装置应具有模拟电、光、温度等外加应力的功能，对被检测夜视仪施加各种应力，测试其工作状态。可靠性试验装置的组成部分主要包括：应力源系统、应力源监测及控制系统、数字式CCD相机

7、、主控计算机等部分组成。其框图如图2．1所示：＼微光夜视仪=二二二二：二：>／—■7二一CCD相机，，图像采集卡／l应力源仁：∑应鬻控≮≥>计鬻统图2．1微光夜视仪可靠性检测设备系统框图应力源的作用是提供各种模拟实际环境的应力，包括：电应力、光应力、温度应力等。CCD相机负责采集在被测试夜视仪视角，受各种应力影响下的实际观察画面。，CCD相机采集到的图片通过图像采集卡传输入主控计算机，经图像处理及软件分析得出测试结论。2．2光应力源监测方法2．2．1积分球微光应力源为了检测工作于夜天微光环境中的微光夜视仪，需要创造一个模拟的夜天微光环境，为使被检测微光夜视仪工作