试验一微光电视系统演示与操作试验.doc

实验一 微光电视系统演示与操作试验一、实验目的要求1、掌握微光电视系统的用途。2、了解wDA402型远距离微光电视系统的性能及特点。3、学会正确使用微光电视系统二、WDA402型远距离微光电视系统1、用途该系统适合于对夜晚低照度和极低照度中、远距离的重要目标、场所及各种地形、地貌进行观察、监控。特别在以沙漠、半沙漠、荒原、岩石、海岸为背景的地区，由于高性能像增强的宽光谱响应范圈(400nm900nm)，对反射的蓝绿光(夜晚海上目标反射的夜天光辐射的光谱主要也属于蓝绿光)具有出色的表现和较好的响应。2、主要特点 构成核心器件一微光CD组件，是用高性能像增强器与CCD传感器通过光学中继系统耦合而成，系统采用相对孔径1：l的大口释微光物镜，是目前国内口径最大的夜视物镜，大大提高了低照度情况下光信息的采集 量，对提高视距起着关键的作用。因此该系统最适合于对远距离目标进行监控观察。系统的方向回转、俯仰，在一个控制器上操作完成，特别适合夜晚对中距离的重要目标、场所进行观察、监控，该系统操作灵活、可靠，性能良好。系统由几个部件组合构成，具有可靠性、可维修性好、无故障工作时问长等特点。系统的工作方式为被动式，使用时不会暴露目标。3、主要技术性能指标物镜孔径：200毫米相对孔径：1：1物方视场：1 。43手动调焦范围：15米无穷远 方向、俯仰调节范围：水平330度、低4050度像增强器灵敏度：0TVLi ne像增强器工作电压： DC 3V(2节2号电池)三、实验原理微光电视系统接收由夜空的自然微光照射目标反射的辐射，该辐射经大气传输进入大口径物镜并成像在微光想增强器的阴极面上，阴极面上的景物像通过其电子光学系统成像在CCD的光敏面上，通过CCD传感器的光电转换，输出目标图像的视频信号供监视器使用。像但于眼睛的助视器，极大地扩展了人眼在夜晚的视觉范围。四、实验装置l、本试验使用wDA402型远距离微光电视系统一台。它包括主机和云台，主机由大口径微光物镜+微光CCD组件构成。2、电控制器3、监视器五、实验内容与步骤1、电源及控制线的连接大口径微光物镜+微光CCD组件构成的主机，安装在云台上，视频信号线一端接入主机的视频信号接口；另一端接入监视器的视频信号入口；CCD电源线的一端接入主机的CCD电源口；另一端接入控制器的DC12v输出口；云台控制线一端接入云台控制接口；另一端接入控制器相应的云台控制接口；旋下电池盖，“+”极向旱装入2节标准2号电池，拧上电池盖，接通显示器电源，接通控制器电源。2、基本操作顺时针转动丌关，接通像增强器电源，打开镜罩，转动调焦手轮(远距离目标逆时针转动；近距离目标顺时针转动)，进行粗调焦。使用方向俯仰机构进行搜索：步骤如下：摁动控制器上左、右方向按钮，使微光电视主机转动在目标区域内进行水平方向的扫描搜索，然后摁动控制器上、下方向按钮使微光电视主机在目标区域内进行高低方向的扫描搜索。发现目标后，再转动调焦手轮，对目标进行精调焦，使目标清晰显现在监视器屏幕上即可。实验二 红外探测器的综合性能实验一、 实验说明： 热释电器件的特性测试单元用人体作为发射源，发射源发出的红外光由菲涅尔透镜会聚于热释电的感光面上，热释电器件感受红外后，并将光信号转化为电信号，再由红外传感器信号处理器BISS0001、热释电传感器和少量外接元器件构成，其电路如一所示。热释电红外传感器输出的信号由BISS0001的OP1前置放大后，由C3耦合给OP2进行第二级的放大，再经由电压比较器构成的双向鉴幅处理后，输出有效触发信号去启动延迟时间定时器。输出信号经由晶体管VT1驱动继电器去接通负载。S3为按键开关，用来重新开始实验。当这一被动开关用于感应灯的控制时，如果按键按下，使9脚输入为低电平而封锁触发信号。若用于其他方面（如光电报警系统），则可以用按键当成断开。SA1是工作方式选择开关。当SA1与1端连通时，红外开关处于可重复触发工作方式;当与2端连通时，红外开关则处于不可重复触发工作方式见图。二、设计目的: 1、了解热释电的热源探测特性2、了解热释电的方向特性3、了解热释电电的光谱特性三、设计要求: 1、采用热释电探测器和专用热释电红外信号处理器（BISS 0001或CS9803GP）来实现防盗报警探测；需要菲涅尔透镜，报警器，驱动；2、采用热释电探测器和专用热释电红外信号处理器来实现感应灯控制探测；需要菲涅尔透镜，灯光，驱动；3、测量外围电路重要信号；计算热释电的热源探测特性.热释电的方向特性,热释电电的光谱特性等 四、设计原理:1、热释电探测器是利用某些晶体材料自发极化强度随温度变化所产生的热释电效应制成的新型热探测器。2、具有抗干扰强，探测灵敏度高，光谱响应范围宽，频响宽，无需制冷，不需偏压，使用方便。3、热释电效应：某些物质吸收光辐射后将转换成热能，这个热能使晶体的温度升高，进而使晶体内的晶格发生改变，这就引起在居里温度以下存在自发极化强度的变化，从而引起晶体的特定方向上引起表面电荷的变化，这就是热释电效应。4热释电晶体吸收频率为的辐射以后，其温度引起自发极化强度也按此频率变化，从而导致晶体表面电荷密度发生变化，如果在两电极间接上负载，便有电流流过。表达式为：。热释电等效电容很大，所以不能应用于高速；热释电的负载阻抗要求非常高，需要配合高阻抗放大器。热释电具有压电效应，需要防震。常用的热释电探测器包括：铁电晶体材料，硫酸三甘肽，铌酸锶钡和钽酸鋰。广泛应用于防盗报警、自动门、感应灯、自动水阀等控制和生产领域本实验系统由红外传感器处理器BISS0001、热释电传感器和少量外接元器件组成，在系统中热释电红传感器接收到红外辐射源发出的的红外辐射后，经BISS0001一级放大器放大后耦合给二级运算放大器进行二级放大。在经由双向鉴幅器处理后，检出有效的触发信号去启动延时定时器，BISS001的输出经晶体管，去接通负载（感应灯，蜂鸣器）。S3为一制动开关，当它按下时，使9脚输入为低电平从而封锁触发信号。如下图5所示，（1）热释电探测器: 本实验所用的热释电探测器是为待测器件, 探测器装在同一屏蔽壳里。热释电选用RE200B。（2）红外传感信号处理器: 它是热释电的后续处理电路与它装在同一屏蔽壳中，前置放大倍数可调。热释电选用RE200B。处理芯片选用BISS0001。如图41所示 图41 biss0001原理框图各引脚功能:vdd工作电源正端.范围为3-5vvss工作电源负端.一般接0vIs运算放大器偏执电流的设置端.经Rs接vss端,Rs取值为1欧左右Iin-第一级运算放大器的反相输入端Iin+第一级运算放大器的同相输入端2out第二级运算放大器的输出端2in-第二级运算放大器的反相输入端Vc触发禁止端,当vcvr时允许触发.vR=0.2VDDVrf参考电压及复位输入端.一般vdd接0时,可使用定时器复位.可重复触发和不可重复触发控制端,当A=1时允许重复处罚,当A=0时,不可重复触发.V0控制信号输出端,有vs的上跳沿触发使他从低电平跳变到高电平为有效触发.在输出延迟时v0为低电平.RR1RC1输出延时端.RR2,RC2-触发封锁端.biss0001的两种工作方式3-4 图4-2 不可重复触发工作方式各点波形 图4-3 可重复触发工作方式各点波形系统的电路图如图4-4所示 图4-4 热释电系统原理图 当高阻电阻丝通220伏的交流电时，电阻丝发射红外光，热释电器件能感受红外，热释电红传感器接收到高阻电丝辐射的红外光后，经BISS0001一级放大器放大后有耦合给二级运算放大器进行二级放大。在经由双向鉴幅器处理后，检出有效的触发信号去启动延时定时器BISS001的输出经NPN，去接通负载（感应灯，蜂鸣器）。同时将得到的信号加到显示器，显示器将显示在固定时间段内的产生的脉冲个数。S3为一制动开关，是9脚输入为低电平而封锁触发信号，是系统没有输出信号，既显示器不计数，指示灯不亮，蜂鸣器不响。热释电在人体探测中的应用： 热释电器件的特性测试单元用人体作为发射源，发射源发出的红外光由菲涅尔透镜会聚于热释电的感光面上，热释电器件感受红外后，并将光信号转化为电信号，再由红外传感器信号处理器BISS0001、热释电传感器和少量外接元器件构成，其电路如一所示。热释电红外传感器输出的信号由BISS0001的OP1前置放大后，由C3耦合给OP2进行第二级的放大，再经由电压比较器构成的双向鉴幅处理后，输出有效触发信号去启动延迟时间定时器。输出信号经由晶体管VT1驱动继电器去接通负载。S3为按键开关，用来重新开始实验。当这一被动开关用于感应灯的控制时，如果按键按下，使9脚输入为低电平而封锁触发信号。若用于其他方面（如光电报警系统），则可以用按键当成断开。SA1是工作方式选择开关。当SA1与1端连通时，红外开关处于可重复触发工作方式;当与2端连通时，红外开关则处于不可重复触发工作方式。五、五、设计方案验证步骤:注意事项;热释电电源电压在05V可调(1）将热释电接入面板上插座中，按面板图中的要求用连线接入电路，检查接线是否正确。若正确，开启主电源开关和面板上分开关。(2）红外源的开关打开，2分钟后红外源将发射所需的红外线(3) 观察面板上的灯的亮灭情况。实验三 红外热像仪参数测试一、实验目的要求1、通过实验加深对红外热像仪的原理及使用方法的理解，获得有关的感性认识；2、掌握红外热像仪的基本知识和操作方法。3、学会其调制传递函数、噪声等效温差、最小可分辨温差、最小可探测温差MDTD的测量方法。二、实验设备