紅外瞄具中電應力源及監控技術研究

摘要：該文主要研究紅外瞄具中電應力源及監控技術，系統采用單片機控制，硬件設計包括電應力控制電路，D/A轉換電路，串聯穩壓電路等組成，同時對紅外瞄具的電應力、光應力、溫度應力實施監控，以滿足1-24V的電壓輸出，不小于3A的電流輸出，步進度為25mV的技術指標，經過測試調試系統滿足高電壓、高電流、低紋波輸出的優點。

關鍵字：紅外瞄具 電應力源 D/A轉換

中圖分類號：TN21 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

紅外電應力源及監控系統是檢測紅外瞄具可靠性試驗設備性能指標的不可缺少的部分，它為被測瞄具提供必須的電應力，同時還要檢測紅外瞄具對于電源的使用情況，對于突發情況做出及時處理。紅外瞄具供電系統的性能決定著紅外瞄具成像的質量以及工作的穩定。這表示電應力源的設計不僅僅對紅外瞄具的工作性能起著重要作用，而且是可靠性試驗設備工作的基礎。而對于紅外瞄具的各部分應力系統的監控也具有重要的意義。

1 紅外瞄具可靠性試驗設備組成

紅外瞄具可靠性試驗設備由紅外光應力系統、電應力系統、溫度應力系統、CCD相機、應力控制系統、監測與管理系統組成。圖1為其組成原理框圖[1]。

圖1紅外瞄具組成原理框圖

2 電應力源系統設計

在本系統中，控制器完成功能眾多，通過與上位機通信接收傳來的指令，控制D/A轉換器得到與輸入電壓相對應的電壓序列值，液晶顯示，D/A轉換器轉換后的輸出電壓傳到單片機進行PID控制。由于對于單片機的完成工作很多，所以采用ATMEL公司的AVR系列單片機ATMega128[2]。它有53個可編程I/O口線。這些I/O口在作為通用的數字I/O口時，他們都具有讀、寫、更改配置；MEGA 128有JTAG接口，讓我們可以具有單步仿真調試的功能[2]。

3軟件設計

本系統中的軟件程序設計部分都是采用單片機C編程，其中主要包括主程序、主機通訊程序、D/A電壓給定程序、A/D電壓監控程序、PID穩壓控制程序、溫度監測程序，光應力監測程序。其中各部分功能為：主機通訊程序是接收工控機傳來的指令，如電壓設定值，選擇各路的通斷；D/A電壓給定程序就是將單片機接收到的電壓設定序列發送到數模轉換器，以便數模轉換器下一步對電壓進行轉換；單片機監測系統是否有電壓設定給出，如果給出電壓設定，則執行A/D電壓監測，否則返回初始化等待電壓設定[3]。A/D電壓監控程序就是采集輸出電壓，將采集出來的模擬信號轉化為數字信號傳送到微處理器。微處理器接收電應力的返回值進行PID穩壓控制，并且將電壓序列通過串口傳送到工控機[4]。

4測試結果

經過5位半數字電壓表測量，得到標定電壓值與實測電壓值，測量結果如下：

表1 電壓步進度精度及紋波電壓測量值

由測量結果可以知：系統滿足電壓步進度為25mV的要求，并且輸出紋波電壓小于1mV。改變負載的電阻值，選定1～24V內電壓為標定電壓，使其電流變化為0～3A，得到電壓變化值，計算電壓負載率。由測量結果可知：系統完全可以達到3A的電流輸出的性能指標，其中最大負載率為0.067%，完全滿足系統的性能要求。

5結論

經過試驗測試，紅外瞄具電應力源滿足1-24V的電壓輸出，滿足電流變化范圍達到3A，紋波系數小于1mv。同時實現對紅外瞄具中電應力、光應力以及高低箱溫度進行監控，完全滿足當前階段國內瞄具所需電應力源系統。

參考文獻

[1]林婉宜.紅外瞄具可靠性試驗系統研究[D].吉林：長春理工大學，2014.

[2]查明華.ATMELATMEGA128新型微控制器及應用[J].工業控制計算機，2002，10：57-58.

[3]趙玉林.微光夜視儀檢測設備中電應力源系統研究[D].長春：長春理工大學.2014.

[4]劉云，錢蕓，劉航等.可程控直流電壓源的研制[J].計量技術.2011.12：24-16.