红外瞄具中电应力源及监控技术研究

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摘要：该文主要研究红外瞄具中电应力源及监控技术，系统采用单片机控制，硬件设计包括电应力控制电路，D/A转换电路，串联稳压电路等组成，同时对红外瞄具的电应力、光应力、温度应力实施监控，以满足1-24V的电压输出，不小于3A的电流输出，步进度为25mV的技术指标，经过测试调试系统满足高电压、高电流、低纹波输出的优点。

关键字：红外瞄具 电应力源 D/A转换

中图分类号：TN21 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（a）-0000-00

红外电应力源及监控系统是检测红外瞄具可靠性试验设备性能指标的不可缺少的部分，它为被测瞄具提供必须的电应力，同时还要检测红外瞄具对于电源的使用情况，对于突况做出及时处理。红外瞄具供电系统的性能决定着红外瞄具成像的质量以及工作的稳定。这表示电应力源的设计不仅仅对红外瞄具的工作性能起着重要作用，而且是可靠性试验设备工作的基础。而对于红外瞄具的各部分应力系统的监控也具有重要的意义。

1 红外瞄具可靠性试验设备组成

红外瞄具可靠性试验设备由红外光应力系统、电应力系统、温度应力系统、CCD相机、应力控制系统、监测与管理系统组成。图1为其组成原理框图[1]。

图1红外瞄具组成原理框图

2 电应力源系统设计

在本系统中，控制器完成功能众多，通过与上位机通信接收传来的指令，控制D/A转换器得到与输入电压相对应的电压序列值，液晶显示，D/A转换器转换后的输出电压传到单片机进行PID控制。由于对于单片机的完成工作很多，所以采用ATMEL公司的AVR系列单片机ATMega128[2]。它有53个可编程I/O口线。这些I/O口在作为通用的数字I/O口时，他们都具有读、写、更改配置；MEGA 128有JTAG接口，让我们可以具有单步仿真调试的功能[2]。

3软件设计

本系统中的软件程序设计部分都是采用单片机C编程，其中主要包括主程序、主机通讯程序、D/A电压给定程序、A/D电压监控程序、PID稳压控制程序、温度监测程序，光应力监测程序。其中各部分功能为：主机通讯程序是接收工控机传来的指令，如电压设定值，选择各路的通断；D/A电压给定程序就是将单片机接收到的电压设定序列发送到数模转换器，以便数模转换器下一步对电压进行转换；单片机监测系统是否有电压设定给出，如果给出电压设定，则执行A/D电压监测，否则返回初始化等待电压设定[3]。A/D电压监控程序就是采集输出电压，将采集出来的模拟信号转化为数字信号传送到微处理器。微处理器接收电应力的返回值进行PID稳压控制，并且将电压序列通过串口传送到工控机[4]。

4测试结果

经过5位半数字电压表测量，得到标定电压值与实测电压值，测量结果如下：

表1 电压步进度精度及纹波电压测量值

由测量结果可以知：系统满足电压步进度为25mV的要求，并且输出纹波电压小于1mV。改变负载的电阻值，选定1～24V内电压为标定电压，使其电流变化为0～3A，得到电压变化值，计算电压负载率。由测量结果可知：系统完全可以达到3A的电流输出的性能指标，其中最大负载率为0.067%，完全满足系统的性能要求。

5结论

经过试验测试，红外瞄具电应力源满足1-24V的电压输出，满足电流变化范围达到3A，纹波系数小于1mv。同时实现对红外瞄具中电应力、光应力以及高低箱温度进行监控，完全满足当前阶段国内瞄具所需电应力源系统。

参考文献

[1]林婉宜.红外瞄具可靠性试验系统研究[D].吉林：长春理工大学，2014.

[2]查明华.ATMELATMEGA128新型微控制器及应用[J].工业控制计算机，2002，10：57-58.

[3]赵玉林.微光夜视仪检测设备中电应力源系统研究[D].长春：长春理工大学.2014.

[4]刘云，钱芸，刘航等.可程控直流电压源的研制[J].计量技术.2011.12：24-16.