用以调节枪支瞄准精度的激光器械

该专利介绍的一个枪膛式瞄准装置。其主要作用是对光学瞄准器(例如，可伸缩式瞄准器)起辅助作用。使光学瞄准器可以精确定位被瞄准目标。该光学瞄准器中，起瞄准作用的是一束由激光发生器产生的并经过枪膛射出的激光束。这束光线的直径要小于即将穿过的枪膛直径，光束轴向穿过枪膛后，直接落在瞄准目标上。为确保光束可以轴向穿过枪膛。该枪膛式瞄准装置还应该配有一个向导，它用来控制激光束的方向。该向导包括几个偏心套管，用来调节激光发生器的位置，使它处于来复枪接收器范围之内。     

激光跟踪仪的光电瞄准与定位系统

考虑激光跟踪仪的光电瞄准与定位直接影响仪器的整体测量精度和使用性能,讨论了激光跟踪仪的光电瞄准和跟踪定位控制技术并提出了光电探测瞄准、信号调理采集、数字处理及智能跟踪伺服的系统整体技术方案。对系统关键部件进行选型,利用角锥棱镜和位敏探测器(PSD)作为光电探测核心,设计了探测光路和信号处理电路。研制了系统样机,搭建了目标位移量标准测试平台,对样机光电瞄准系统探测信号进行了测试。测试结果显示:采用该设计方案设计的激光跟踪仪样机的静态定位测量精度达到6μm,随机动态跟踪测量速度大于1m/s。结果表明:提出的方法可解决激光跟踪仪定位精度低、动态跟踪效果差等常见问题,可为研制高精度、大范围、大尺寸测量仪器提供技术参考。     

光电式甲醛监测系统中信号调理电路的设计

根据光电式甲醛检测原理和探测光束的特点，设计了光电式甲醛浓度测量传感器信号调理电路，该调理电路主要由光电探测器前置放大电路、窄带有源滤波器和精密交流信号-直流信号转换电路3部分组成。基于OP07运算放大器设计的交流信号-直流信号转换电路等效净输入信号小于0．3μV，降低了甲醛测试系统检测限，提高料测试精度。以此信号调理电路构成的系统，实验标定的甲醛浓度的检出限低于2μg／L．     

激波传播速度测量用光探针信号处理电路设计

针对现有激波传播速度测量方法存在的问题,提出了基于光电探测原理的光探针测速方法,实现压力传感器的动态标定。分析激波在激波管内的传播规律,选用点状激光器和探测器件构建了线形探测视场,设计了信号处理电路,实现激波穿过探测区域时探测器输出信号的光电转换、放大与驱动处理。设计的电路通过模拟试验进行验证,输出的有效信号幅值不小于4V,根据区截测速原理可有效计算出激波的传播速度。     

大面积三角组合光幕弹幕武器密集度的高精度测试

提出了一种交叉布置的大面积三角组合光幕的高精度激光靶密集度测试方法,以解决超高射频弹幕武器立靶密集度测试的难题。给出了激光器、激光光束整形系统、激光探测器阵列组成的大面积三角光幕光电开关系统设计方案,分析了双大面积三角光幕测量原理,推导出了三角光幕弹着点坐标解算方法。结合系统采用的探测器件输出特性分析了该测试方法的误差,结果显示:当规则靶面区域宽度从3.6 m扩展到10 m时,最大测试误差从0.557 mm变为0.832mm,只增加了0.275mm,实现了很高的测量精度。模拟射击试验结果表明,采用分辨率为1.6mm的探测器阵列时,X坐标最大误差为0.747mm,Y坐标最大误差为0.635mm,实现了对超高射频弹幕武器立靶密集度的高精度检测。该测试方法具有光幕面积大、测量精度高、安装调试方便的特点。     

基于PSD的无人机瞄准精度检测方法研究

针对无人机在战场上的大量应用,为了进一步提高其在攻击目标时的瞄准精度,改善作战效能,提出了一种以PSD位置传感器为检测平台的用来验证无人机瞄准是否精确的方法。建立了等效于PSD的电阻电容网络,并根据相关的电路知识,推导了与之配套的数学公式,并利用数学软件对该数学模型进行了模拟,从中发现PSD电极输出信号的相位差与入射光斑位置存在近似的线性关系,通过实验研究结果表明,采用检测相位差信息来检测光斑位置的方法能够满足无人机瞄准精度检测的要求。并且信号处理的电路条理比较清晰,可以根据需要随时做出修改,使得系统的实用性有了一定的提高。     

一种用于α粒子便携式探测装置的电路设计

文中以α粒子探测装置的便携性和稳定性为设计目标,设计了一种基于PIPS探测器的α粒子信号提取电路。用文氏桥振荡器和串联线性稳压电路构造探测器直流偏置电路,用LM3524芯片设计脉宽调制斩波电路输出高压腔的直流高压,并对PIPS探测器输出信号的处理电路和元件参数进行优化。实验表明,该电路系统的探测器和高压腔的驱动源的纹波系数分别为0.153%和0.111%,系统总功耗326.4 m W,体积为400 cm~3,同时,信号处理电路的信噪比达到了17.34 d B。所设计的电路系统具有较好的便携性和可靠的信号输出。     

电影经纬仪

来自目标的光通过透镜系统并在焦平面上形成图象,例如,相机胶片上的图片。图片形成的同时,我们希望知道相机瞄准时的确切方位,所以我们确立电影径纬仪和相机瞄准轴同标准垂线的关系。为了测定瞄准轴同垂线的关系,并在胶片上记录它,我们引进一个点光源的光束,反射它使其离开完全水平的反射表面后,通过一标线或十字线而产生标线的图象,把光束和标线图象分成四个部分光束和图象,并用可以避免仪器机械误差的光学偏向装置把这四束光线和图象投射到相机中。每一部分光束和标线图象在图片上指准一标记作为瞄准轴准确垂线的关系。换句话说,用四束光线和图象之间的中心测定准确的瞄准轴。     

一种高灵敏度自主采样式热释电传感器的研究

为了提高热释电型红外传感器的探测距离和提高其探测灵敏度，本文提出了一种具有高灵敏性的热释电红外传感器的基本设计方法。这种热释电红外传感器采用正弦波电流发生器和电磁线圈产生电磁力驱动凸透镜进行微幅摆动。被检测的热释电红外信号经过滤光镜片和摆动的凸透镜聚焦后，其红外光焦点同样也进行微幅摆动。这样，安装在红外光焦点运动轨迹上的热释电敏感元件被红外光焦点不断扫描而产生自主采样的热释电信号。由于凸透镜的受光面积较大，被聚焦的红外光线较多，因此提高了热释电红外传感器的检测灵敏度。一般来说，对同样的热释电敏感元件，采用自主采样式热释电红外传感器的探测距离可以达到菲涅尔透镜式的3倍以上。     

光电六维振动位移传感器的设计

根据光学反射原理，采用光线转换器件和六个线阵CCD光电探测器件，设计了一个六维振动位移测量传感器系统，讨论了六维振动位移的同步测试问题，该传感器系统采用新颖的光线转换器件被物体的位置信息转化为投影光曲线的形状信息，线阵CCD器件将光线位置信息转化为电信号，由数据采集板送往计算机处理，得到被测物体的位移信息，该系统采用了新型的光线转换器，无需复杂，精密的光学系统，即可进行一定范围内的六维位移测量。     

基于光纤法珀传感器的局部放电测试系统

针对油浸变压器中局部放电的测试需求,设计了一套基于光纤法珀传感器的超声波测试系统。该系统采用集成可调谐激光模块作为光源,通过光纤环形器把光源、法珀传感器和光电探测器连接起来。光电探测器的直流输出信号通过MCU的检测,用来调整集成可调谐激光器模块的工作波长和传感器的工作点。对光电探测器输出的交流小信号通过信号调理电路进行放大、滤波得到被测声波的模拟信号。通过对模拟信号进行数据采集、分析和显示,实现对局部放电的监测。     

高分辨6LiF/ZnS中子闪烁体探测器读出电子学研制

能量分辨中子成像谱仪是中国散裂中子源的在建谱仪，其衍射探测器90°分区采用⁶LiF/ZnS中子探测器作为探测设备，对成像空间分辨能力提出了更高的要求。为了提高中子闪烁体探测器的位置分辨能力，电子学系统提出了利用重心法实现数据采集电路，并研制了配套的读出电子学样机。该系统主要包括数据采集电路、前置放大电路和数字读出电路3个部分，分别实现：高效采集⁶LiF/ZnS中子探测器发送的数据、将探测器探测到的微弱信号进行放大整形、处理经放大滤波后的信号。在实验室分别利用万用表、示波器和信号产生器对电子学系统调试完成后，最后在中国散裂中子源20号束线带束进行了相关参数测试，束线测试结果表明，探测器位置分辨能力达2 mm，满足工程设计指标。     

流体流量报警仪

G.A.Platons’ Folscan是一种既适用于液体又适用于气体的流量报警器,它可安装在很宽量程的流量计上,当选择流量速率时可给出开/关电信号。光电报警器装置在光的环境中具有很高的抗干扰性。装置由一个带有发光二极管(红色)的探测器头和一个光敏二极管传感器组成,还有一个控制单元,此单元装在一个与1P55焊接在一起的聚碳酸酯箱里,此箱还装有驱动与解调电     

基于FPGA的静电测向系统

任何使用发动机或移动的物体都必定会因为各种不同的带电过程而带上静电,因此可以通过测量物体周围静电场感知物体及其运动方向.设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的静电测向系统,实现对运动带电体的实时测向.该系统由静电探测电极阵列、电流检测式静电检测电路和以FPGA为主核心器件的数字信号处理电路组成.为实现静电信号检测电路高输入阻抗及高灵敏度的要求;根据静电测向原理,设计了静电传感器标定系统对静电测向阵列各路静电探测器进行标定,保证了静电探测阵列各路一致性,从而有效提高了测向精度;并根据静电测向系统性能参数设计了基于FPGA的信号处理器,完成对静电传感器信号的获取、处理和运动带电体方位实时解算.实验表明采用该系统对运动带电体的测向误差小于15°,且可以满足一定的实时性解算要求.     

基于FPGA的模式可调线阵CCD驱动电路设计

光谱仪的微型化是光谱仪的发展趋势,其中具有高灵敏度、高信噪比、光谱响应宽、体积小特性的线阵CCD用作光电探测器成为研究热点。针对传统对CCD驱动电路遇到参数修改情况而需要改变硬件电路或重复烧写程序的缺点,以线阵CCD-ILX554B配合CCD专用信号处理芯片AD9826为例,结合FPGA控制芯片搭建了一个CCD驱动与信号采集系统。通过研究CCD与AD9826内部结构并分析控制驱动时序,结合Verilog HDL语言,设计了CCD工作模式、积分时间及工作频率软件可调整的CCD驱动系统,硬件电路设计考虑EMC并设计针对CCD输出信号的处理电路与数据传输模块。实验结果表明,该设计成功地驱动了线阵CCD并实现了模式可调,进行数据传输,且电路体积小、控制时序精确,可用作微型光谱仪的光电探测电路。     

大靶面激光光幕靶研究

针对大靶面、高精度弹丸速度测量的要求,提出一种新型激光光幕靶弹丸速度测量系统。该系统采用大功率90°扇形线状激光器做为光源,两列高灵敏度光电二极管阵列作为接收装置,当弹丸穿越激光光幕面时,遮挡了部分投射在光电二极管上的光线,光电二极管产生微弱电信号,经放大、整形后输出一个脉冲信号,触发计时仪开始或停止计时。两台同样的装置配合测时仪,便可组成激光光幕靶测速系统。经实弹实验证明,该系统具有高灵敏度和高精度的特点。     

基于巨磁阻传感器的无线车位探测器

为解决现有车位探测器无法在露天场所和恶劣天气中使用的问题,根据车辆经过会引起地磁场扰动这一现象,将高灵敏度巨磁阻传感器和ZigBee技术应用到车位探测器中。开展了巨磁阻传感器在车底路面不同位置的响应分析,建立了巨磁阻传感器输出与车底探测位置之间的关系,采用了国产磁传感器SAS03-1作为敏感元件,搭配信号处理电路对磁场信号进行了处理,由CC2530芯片自带的A/D转换器采集信号,通过Z-Stack协议实现了组网传递;在LabVIEW编写的上位机界面上对车辆探测器进行了性能评价。研究结果表明,该探测器能实时采集车辆引起的地磁场变化,从而判断车辆的有无,不仅功耗低,而且安装方便,具有一定的实用性。     

基于嵌入式的自感应系统设计

设计了一套具有光线感应、温湿度感应及距离感应功能的自感应系统,系统采用的控制设备是树莓派并基于光照强度传感器、温湿度传感器、HC-SR04传感器等核心组件。另外搭配继电器、L298N驱动板、步进电机等辅助组件形成了一个具有探测环境及土壤、环境温湿度、光线强弱、障碍物距离等多种功能的智能小车。该小车具备环境监测功能、自动避障功能以及根据光线强弱调节灯光的功能。     

新型室温红外探测器的微电容快速测试系统

新型室温红外探测器对8～14舯红外辐射具有快速灵敏的响应，设计出用于该探测器的微电容测试系统，能够快速灵敏地将探测器输出的电容信号通过C—f、f—V变换电路转换为电压信号，然后由A／D转换电路变为数字信号后传到PC机进行信号处理。给出了硬件电路的实现方法，其采样频率为10kHz，电容信号的分辨率为10fF．这种测试方法也适用于其他微小电容式传感器的快速检测。     

近红外光谱仪InGaAs前端电路系统研究

针对基于MEMS微镜的长波近红外光谱仪的具体参数要求,分析了InGaAs探测器的前端光电转换放大系统的设计原理和方法,设计并实现了该系统。系统主要由前置放大电路、Sallen-Key电路以及温控电路组成。仿真与实验结果表明:系统将光信号成功放大,且增益与带宽满足光谱仪要求,其中温控精度±0. 1℃,降低了暗电流的影响,提高了探测效率。研究工作涉及的原理与方法,对InGaAs探测器高灵敏、低噪声、低成本的光电转换与放大的实现具有指导与借鉴作用。