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红外辐照度测量仪的研制

作　者: 杨森
导　师: 张昱
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 仪器仪表工程
关键词: 红外成像目标/干扰模拟器红外辐照度测量仪辐射照度
分类号: TN219
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

红外成像目标/干扰模拟器是红外寻的制导武器仿真系统的重要组成部分,它的性能好坏直接影响仿真的精度。所以为了保证其性能,必须对其出瞳处的辐照度值进行验证。红外辐照度测量仪是红外成像目标/干扰模拟器系统的重要组成部分,主要用来接收红外成像目标/干扰模拟器出瞳处的红外目标/干扰光束,并对其辐射照度值进行测量。根据红外辐射照度的测量原理,本文采用以探测器为标准的测量方法,得到辐射照度与电压值的数学关系,进而实现对辐射照度的测量。红外辐照度测量仪采用红外锑化铟(InSb)探测器来实现。整个系统分为硬件和软件两部分。通过红外成像系统接收红外成像目标/干扰模拟器出瞳处的红外目标/干扰光束,经斩波器调制成一定频率的交变信号并成像在探测器上,然后经过前置放大器与锁相放大器将信号逐步放大,再通过数据采集卡将模拟信号转变为数字信号,传入计算机进行数据处理,最后将处理结果存储并显示。使用LABVIEW编写了标定程序、数据处理程序和测量程序。然后在对标定的方法进行了细致研究的基础上,使用标定程序对仪器进行了严格的标定,使用数据处理程序得到了仪器输出电压与入射辐照度的关系,最终完成测量程序,使仪器可以进行辐照度的测量。本文设计的红外辐照度测量仪通过了最终的测试,可以保证其工作的精度和量程范围,并且满足了不确定度5%的技术指标,可以实现了对红外成像目标/干扰模拟器的出瞳处的辐照度值的测量。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第1章绪论  9-19
  1.1 课题的背景与意义  9-10
  1.2 红外辐照度测量仪的国内外研究现状  10-17
    1.2.1 采用标准黑体作为主导  11-15
    1.2.2 采用探测器作为主导  15-17
  1.3 红外辐照度测量仪两种方法的分析  17-18
  1.4 红外辐照度测量仪主要研制内容  18-19
第2章红外辐照度测量仪的总体方案设计  19-24
  2.1 仪器的原理  19-22
    2.1.1 辐照度的概念  19
    2.1.2 能量充满探测器光敏面  19-20
    2.1.3 能量未充满探测器光敏面  20-21
    2.1.4 红外辐照度测量仪标定的可实现性  21-22
  2.2 仪器主体方案及技术指标  22-23
    2.2.1 主体方案设计  22
    2.2.2 技术指标  22-23
  2.3 本章小结  23-24
第3章红外辐照度测量仪的硬件设计  24-38
  3.1 光学系统  24-26
    3.1.1 光学系统的选择  24-25
    3.1.2 两种类型的谱段滤光片  25
    3.1.3 衰减片的个数  25-26
    3.1.4 调制盘  26
  3.2 探测器  26-30
    3.2.1 探测器的选择  26-27
    3.2.2 红外探测器的参数  27-29
    3.2.3 信噪比的计算  29-30
  3.3 放大与处理电路  30-37
    3.3.1 概述  30-31
    3.3.2 前置放大器  31-32
    3.3.3 锁相放大器  32-36
    3.3.4 A/D数据采集卡  36-37
  3.4 本章小结  37-38
第4章红外辐照度测量仪的软件设计  38-45
  4.1 LABVIEW 8.6编程语言  38-39
  4.2 数据处理流程  39-40
  4.3 软件的具体设计  40-44
    4.3.1 标定程序  40-41
    4.3.2 标定数据处理程序  41-42
    4.3.3 测量程序  42-44
  4.4 本章小结  44-45
第5章仪器的标定以及不确定度分析  45-62
  5.1 仪器的标定  45-57
    5.1.1 标定的意义  45-47
    5.1.2 标定方法的选择  47-50
    5.1.3 具体标定流程  50-55
    5.1.4 标定结果  55-57
  5.2 不确定度分析  57-59
    5.2.1 电气系统不确定度  57-58
    5.2.2 传递系统不确定度  58
    5.2.3 杂散辐射不确定度  58-59
    5.2.4 数据处理不确定度  59
  5.3 红外辐照度测量仪测试报告  59-60
  5.4 本章小结  60-62
结论  62-63
参考文献  63-67
附录  67-69
致谢  69

红外辐照度测量仪的研制

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