红外地球敏感器扫描镜摆幅光电测试系统研究

论文摘要

扫描镜摆幅和频率是摆动扫描式红外地球敏感器地面性能测试的重要技术指标，本文针对摆动扫描式红外地球敏感器扫描轴系的动静态性能的测试技术进行了深入研究。 本文采用光学、精密机械、电子学、现代光电传感和计算机等多学科知识，提出了一种用于扫描镜摆幅实时动态、非接触自动测量方法，利用半导体激光准直技术、特殊线性扫描光学系统、CCD信号采集与计算机数据处理技术，研制了扫描镜摆幅测试系统。 文中对摆幅测试系统的组成、总体结构和测量原理进行了详细论述；对各分系统设计的关键技术问题进行了讨论；并详细介绍了测试软件系统设计；通过试验对扫描镜摆幅测试系统的测量精度进行了验证，对测量的主要误差进行了分析。结果表明摆角测量范围为-12°～+12°，分辨率为0.01°，精度达±0.05°。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• §1.1 引言
• §1.2 课题来源、研究目的及意义
• §1.3 角度动态测试技术发展现状
• 第二章 系统组成、总体结构和工作原理
• §2.1 测试系统的组成
• §2.2 测试系统的总体结构布局
• §2.3 测试系统的工作原理
• §2.4 系统设计方案的原理理论分析
• §2.5 测试系统主要技术指标、用途与功能
• 第三章 测试系统各分系统设计
• §3.1 光学系统设计
• §3.2 半导体激光器驱动与控制
• §3.3 CCD驱动与信号处理系统
• §3.4 摆动式力矩电机驱动电源
• §3.5 计算机实时控制、数据采集与处理显示系统
• 第四章 测量软件设计
• §4.1 编程工具简介
• §4.2 程序的总体结构
• §4.3 摆角测量界面及功能简介
• §4.4 数据采集子程序
• §4.5 角度计算数学模型
• §4.6 “摆角——时间”坐标曲线绘制显示子程序
• §4.7 频率计算
• 第五章 系统的误差分析
• §5.1 基准坐标与扫描接收光学系统坐标系不重合引起的误差分析
• §5.2 CCD像元间距产生的误差分析
• §5.3 激光光束宽度产生的误差分析及解决方法
• §5.4 系统误差的修正
• 第六章 测试系统试验结果与分析
• §6.1 扫描镜摆幅测试系统静态精度与测量范围测试
• §6.2 扫描镜摆幅测试系统动态精度峰峰值比较
• §6.3 扫描镜摆幅测试系统的摆角测试曲线
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录